来源：《科技日报》第8版 融创周刊▪前沿
发布时间：2026-05-11
科技日报讯 （记者张蕴）记者5月7日从中国科学院大连化学物理研究所获悉，该所研究员张涛院士团队等，在多相催化的溢流效应认识上取得重要进展。他们首次在原子尺度上“看”到了一种全新的溢流现象。相关成果日前发表在国际学术期刊《自然》上。
溢流效应是多相催化反应的关键环节之一。简单说，这就是催化剂中活性物质的“移动过程”，直接影响反应快慢和效果好坏。
此前，科学家们对催化剂表面的溢流已经研究得比较透彻，摸清了催化剂表面活性物质的移动方式。但一个关键谜题一直没解开：催化剂内部，尤其是金属和载体连接的界面处，会不会也有这样的活性物质移动？这种移动又会如何影响催化反应？
为了破解这个谜题，研究团队把目光放在了高性能钌基催化剂上。他们借助原子分辨环境透射电镜这一“超级显微镜”，像拍微观纪录片一样，在原子尺度上实时观察金红石型二氧化钛载体上钌颗粒的氧化过程。就在这个过程中，他们首次捕捉到了“体相氧溢流”——载体内部的氧原子像找到专属通道一样，通过金属和载体的界面，一步步“跑”到了金属颗粒上，而这个过程是靠“氧空位”来介导完成的。
团队还打造了一套皮米精度的原子应变分析工具，能精准测算催化剂的结构变化。他们发现，氧原子持续“串门”，会让载体的局部晶格发生轻微的伸缩变形。这也让他们了解到：金属和载体的界面，就像“通道管理员”，能调控氧原子的移动；只有界面结构匹配，氧原子的“串门通道”才能畅通无阻。
研究证实，这种全新的溢流机制，在很多氧化物载体和金属界面匹配度高的催化剂中都存在，而且在催化反应中起到了关键作用。该研究的意义在于，它打破了“催化反应只在催化剂表面发生”的传统认知，首次证实催化剂内部也会深度参与反应。这为未来设计更高效、更稳定的工业催化剂提供了全新思路和理论支撑。
