记者许琦敏  发布时间：2011-08-13

　　文章来源：文汇报

　　本报讯  比起传统催化剂，纳米催化剂的活性大大增强，如果尺度小到极致，比如单个原子，会怎样？化学家早就在推测，原子“单兵作战”的威力最强大。但要证实这点并不容易。最近，中国科学家率先制备出了具有实用性的“单原子催化剂”，他们让贵金属铂的原子“单兵作战”，使催化效率成倍增长。

　　原子天性喜欢大群大群地团聚在一起，而被团在里面的原子接触不到反应物，在化学反应中就无法发挥催化作用。怎样让原子们乖乖地一个个排开？这让全世界的化学家都伤透了脑筋：如果它们不分开，贵金属的利用效率和催化剂的活性就难以提高。以前，科学家只在实验室高真空的苛刻条件下实现“分离”，根本无法用于实际生产。

　　经过多年研究，中科院大连化学物理研究所张涛研究员与该所研究员刘景月、清华大学李隽教授合作，解决了这个世界性难题：催化剂载体氧化铁的表面会有一些晶体缺陷，如同天然“小坑”，对这些“小坑”进行一系列技术处理，就能让铂原子老老实实地呆在“小坑”里，勤勤恳恳地发挥催化作用。

　　张涛解释，原子就像一个个小球，会在载体表面上滚动并聚在一起。他们就利用这些只够“蹲”下一个原子的“小坑”，在里面涂上强力“胶水”，当小球滚过时，就会被牢牢粘住。

　　令科学家兴奋的是，铂的“单原子催化剂”威力无穷：催化活性比传统纳米催化剂提高了2倍以上，用量却比原先下降了一半，使用寿命已长达上千小时。

　　张涛介绍，由于这种催化剂的制备原料氧化铁、氯铂酸很容易得到，能够方便地实现“单原子催化剂”的工业化生产。“铂金催化剂是用途最广泛的贵金属催化剂，全球每年高达50%的铂产量都用于汽车尾气催化净化系统。燃料电池、石油化工、航天航空、精细化学品的生产，也大量依靠铂、钯等贵金属。”他说，“这是催化科学从纳米催化走向单原子催化的一个实例，这种方法既可以提高生产效率，又可降低成本。”

　　这项成果在著名国际学术期刊《自然·化学》杂志一发表，美国化学与工程新闻（C&EN）、自然中国（Nature China）分别将其列为亮点，予以重点报道。美国西北太平洋国家实验室的查尔斯·H.F.派登教授称这项成果“非常及时、令人兴奋”，“单个原子是否能够作为多相催化剂中的活性位是催化界长期思考的问题，该研究给出了明确、响亮的肯定回答。”

　　张涛说，这仅是起步，接下来他们将发展出一系列不同载体、不同金属的单原子催化剂产品，以满足工业上的不同需求。

　　以下是该媒体报道地址：http://ewenhui.news365.com.cn/wh20110813/