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單原子和納米簇催化劑因其高催化活性和原子利用率而在多相催化中被廣泛研究，但它們的共存性質(zhì)和潛在的協(xié)同效應(yīng)仍有待闡明。

近日，中南大學(xué)Zhiqiang Sun，卡迪夫大學(xué)Graham J. Hutchings構(gòu)建了用于生物乙醇重整的三個原子級催化劑體系(xNi/Mo₂TiAlC₂，x=0.5、1和1.5)，其對應(yīng)于單原子、單原子與納米團簇混合以及納米團簇。

文章要點

1）與單原子和納米簇催化劑相比，混合形式催化劑的氫氣利用效率分別提高了43.7%和29.3%。

2）結(jié)果表明，相鄰的Ni單原子促進了電子從Mo₂TiAlC₂向Ni-Mo界面的轉(zhuǎn)移，提高了d帶中心，從而增強了生物乙醇的吸附和活化；而Ni納米團簇的存在有助于降低CH₃CHO*脫氫的能壘。催化活性位點是Ni-Mo合金化的單原子和相鄰的Ni納米團簇。

這項工作為高活性催化中心的構(gòu)建和先進的催化劑設(shè)計提供了新的啟示。

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://doi.org/10.1038/s41467-025-59127-0