超细纳米颗粒(NPs)在多相催化领域引起了广泛的研究兴趣。然而,纳米颗粒固有的烧结倾向一直是其催化稳定性的一个主要障碍。
基于此,2025年3月10日,中国科学技术大学曾杰、严涵等人在国际知名期刊Nature Communications发表题为《Ultrafine metal nanoparticles isolated on oxide nano-islands as exceptional sintering-resistant catalysts》的研究论文。
在此,作者报告了一种隔离策略,用于在极其苛刻的条件下保持高度分散的超细纳米颗粒。通过遵循电荷吸引原理,研究人员将氧化物纳米岛嫁接在催化剂载体和金属纳米颗粒之间,作为一种通用方法。
具体而言,在合成库中,LaOx纳米岛非常适合稳定Ru纳米颗粒,表现出强大的粘附性,以最小化化学势并切断烧结路径。因此,在Ru/LaOx–SiO₂催化剂中,超细Ru纳米颗粒被隔离,在800°C下进行甲烷干法重整的高效催化过程中,即使在富含CO和H₂的气氛中,其平均尺寸也能保持在1.4 nm,且持续运行400小时。
这种隔离策略已被证明对许多其他金属在不同载体上都有效,为设计抗烧结催化剂开辟了一条实用的途径。
Zhou, T., Li, X., Zhao, J. et al. Ultrafine metal nanoparticles isolated on oxide nano-islands as exceptional sintering-resistant catalysts. Nat. Mater. (2025). https://doi.org/10.1038/s41563-025-02134-9
