ACS Catal综述：催化反应中的氢溢流

纳米技术

2021-02-25

氢溢流现象是异相催化反应中的重要现象，在许多反应中扮演重要作用，氢溢流现象的发现和建立为深入理解催化反应提供机会，能够进一步的对催化剂表面催化活性物种的迁移等问题进行研究。但是目前人们对溢流效应相关比较深入的理解仍比较缺乏。有鉴于此，中国科学院山西煤炭化学研究所覃勇、高哲等综述报道了近些年间相关表征技术的发展、对催化剂能够精确调控的合成方法学，为深入理解溢流效应提供经验。

本文要点：

（1）

对目前表征技术的发展、氢溢流效应的机理、如何有效的利用氢溢流效应等改善催化活性进行综述。目前快速发展的原位表征技术，比如单个纳米颗粒的XAS表征技术结合精确调控合成方法学EBL，揭示了Al₂O₃基底上的氢溢流现象。发现Al₂O₃基底上的氢溢流距离较小（<15 nm），当距离增加氢溢流数量降低。

（2）

通过合理利用氢溢流效应，能够改善催化剂的活性、选择性、稳定性。目前通过设计单原子催化剂、提高金属-基底相互作用、制备封装结构金属催化剂、分离型双组分催化剂等方法提高催化活性。

（3）

讨论了氢溢流领域面临的挑战、比较重要的未来研究方向。面临的挑战有：需要发展新型直接能够表征氢溢流的技术；发展能够进行瞬态化学变化成像的技术（分辨率提高至单个催化位点）、从而有助于对氢溢流效应进行定量化；对溢流物种的动力学进行研究，比如通过理论方法研究驱动氢溢流效应的原因，不同基底上的催化活性位点。

参考文献

Mi Xiong, Zhe Gao*, and Yong Qin*, Spillover in Heterogeneous Catalysis: New Insights and Opportunities, ACS Catal. 2021, 11, 3159–3172

DOI: 10.1021/acscatal.0c05567

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.0c05567