由中科院山西煤化所张斌研究员与刘星辰研究员团队，联合中国科学院精密测量科学与技术创新研究院王强研究员团队在氧化铝载体优化方面取得进展，达成芳香烃加氢反应速率提升1-3倍的效果。日前，相关研究成果以“Anchoring-Directed Structural Evolution of Pt Atoms on Alumina”为题发表在《ACS Catalysis》期刊上。

论文地址：https://doi.org/10.1021/acscatal.6c03967

氧化铝是最常见的化工催化剂载体材料，活性成分（如金属铂等）锚定在载体上发挥作用，推动化工过程进行。但氧化铝表面金属锚定位点存在争议，如何设计更高效、更智能的催化剂是长期困扰科学界的一大课题。

科研团队通过水热合成和进一步温和脱水处理，分别设计出羟基富集型、晶格氧暴露型两款氧化铝载体，借助原子层沉积（ALD）将铂原子分别锚定于基体。实验发现，在富羟基载体表面，Pt前驱体脱除甲基生成甲烷，沉积过程不改变铝配位结构；在晶格氧暴露表面，晶格氧可氧化Pt前驱体的甲基配体，生成二氧化碳和水，同时伴随六配位铝向低配位铝的转变。后者对催化剂表面的影响形成更高活性，也让芳香烃加氢反应的速率提升了1到3倍。

该项研究建立起活性金属锚定构型与催化性能之间的关联，丰富了金属-载体作用的动态内涵，利于今后化工行业通过精准控制催化剂活性组分最初的“落位”，来“定制”其在不同反应中的性能，从而设计出更高效、更智能的催化剂。

编译整理 YUXI