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單原子和納米團簇催化劑由于具有較高的催化活性和原子利用率，在多相催化中得到了廣泛的研究，但是單原子和納米團簇的協同性質和潛在的協同效應仍然未曾得到明確的認識。

有鑒于此，卡迪夫大學Graham J. Hutchings教授、中南大學孫志強教授等報道構建了三種用于生物乙醇重整的催化劑體系（xNi/Mo₂TiAlC₂, x = 0.5, 1, 1.5），分別是單原子、單原子混合納米團簇和納米團簇。單原子-納米簇的混合催化劑的氫利用效率與單原子和納米簇催化劑相比，分別提高43.7%和29.3%。

本文要點：

（1）

結果表明，相鄰的Ni單原子有利于電子從Mo₂TiAlC₂向Ni-Mo界面轉移，提高d帶中心的位置，增強了生物乙醇的吸附和活化。Ni納米團簇有助于降低CH₃CHO*脫氫的能壘。這個催化劑的活性位點是Ni-Mo合金單原子與相鄰的Ni納米簇。

（2）

本文研究為構建高活性催化位點和設計性能優異的先進催化劑提供新思路。

參考文獻

Sun, Z., Shi, W., Smith, L.R. et al. Concerted catalysis of single atom and nanocluster enhances bio-ethanol activation and dehydrogenation. Nat Commun 16, 3935 (2025).

DOI: 10.1038/s41467-025-59127-0

https://www.nature.com/articles/s41467-025-59127-0