12月2日,应城市环境研究所青促会小组和贺泓研究组邀请,中科院化学所曹昌燕研究员来我所交流,并做了题为《原子尺度金属活性中心电子结构精准调控与反应机制》的学术报告。
高性能负载型金属催化剂一直是环境催化和工业催化研究的重点,金属活性中心的电子结构对于催化反应具有重要影响。目前对金属活性中心电子结构的调控研究已经从纳米尺度发展到原子水平,曹昌燕研究员的主要研究方向是设计金属纳米催化剂、实现原子尺度金属活性中心电子结构的精准调控、深入理解电子结构对催化反应的影响机制。
报告主要围绕曹昌燕研究员近期的相关研究工作展开:首先,曹昌燕研究员简要介绍了其创制的磷原子取代策略构建非对称N3P1配位结构,以及石墨炔sp-C4配位结构,两种载体独特的配位结构使其超越传统配位共价键作用的单原子催化剂,可以实现电子密度提升和催化反应性能突破。接着,曹昌燕研究员介绍了利用金属单位点间电子相互作用,调变单原子密度实现金属中心电子结构连续调控,从而发现并揭示原子尺度上单原子密度与催化反应活性的关联。随后,曹昌燕研究员介绍了课题组在金属单原子和纳米颗粒协同高效催化喹啉加氢方面的研究,并提出了加氢反应新活性中心:金属-硫界面。曹教授还介绍了金属氧化物与石墨炔界面电子强相互作用新机制,通过M-sp-C强电子相互作用调变金属团簇/纳米粒子的表面电子结构和催化性能。
报告结束后的交流互动环节,曹昌燕研究员与参会师生就一些问题展开了热烈讨论与交流。比如表面和界面调控的不同活性区别在哪里、提高活性有什么挑战;单原子催化剂和单原子与颗粒协同催化剂对于不同反应活性不同;单原子大部分都是动态变化的,如何原位实验监测动态变化等。通过此次报告,大家受益匪浅,对原子尺度的金属活性中心电子结构的精准调控与反应机制有了更加深刻的认识。
(文:贺泓研究组;图:贺泓研究组)