近日，中国科学院大连化学物理研究研究员傅强团队在金属纳米催化剂的动态分散研究方面取得新进展，他们发现含水氧化性气氛可以诱导担载Cu纳米颗粒在室温下的自发氧化分散。相关成果发表在《自然-通讯》上。
气氛诱导催化剂动态分散是多相催化中的一个重要现象，近年来傅强团队在该方向取得系列进展，发现反应气氛可以诱导动态生成高分散单原子、纳米团簇和单层等结构，并呈现出增强的催化性能。
本工作中，研究人员发现负载在γ-Al2O3表面上的Cu纳米颗粒，在室温和含水氧化气氛中可以自发分散。研究表明，氧气和水共同诱导形成羟基化的Cu中间物种，加快Cu原子在γ-Al2O3表面上的扩散。此外，研究还发现水的引入所产生的“推”（迁移）和“拉”（锚定）效应，促进了Cu物种在室温下从纳米颗粒到单原子的结构转变，进而增强了其在逆水煤气变换和一氧化碳选择氧化反应中的催化活性。
本研究证明了水在负载型金属纳米催化剂动态结构演变中的重要作用，同时发展了一种温和条件实现烧结催化剂再分散的简易策略。
相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-024-47397-z
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