中科大建立纳米催化剂稳定性理论

版次:07  2021年11月08日

(上接1版)目前,纳米催化剂稳定性的预测理论和一般性原理研究仍然处于起步阶段,导致长达数年昂贵的催化剂寿命试错实验不可避免,并极大延迟高活性纳米催化剂的工业转化。因此,实现稳健纳米催化剂的理性设计,对纳米催化领域具有重要的科学和经济价值。

李微雪教授与团队成员胡素磊博士通过将大数据与第一性原理结合,以热致或化学诱导纳米催化剂烧结生长动力学作为突破口,积极探索控制纳米材料生长的基本原理,以理论计算的研究方法来分析金属纳米催化剂中金属与载体的相互作用关系,以原子吸附能、纳米粒子粘附能为标度,从理论层面建立起相互作用与稳定性之间的关系,即金属纳米催化剂与载体的相互作用既不能太强,否则会导致以奥斯特瓦尔德熟化的方式失活;也不能太弱,否则会导致以粒子迁移与碰撞的机制失活;只有相互作用适中时,金属纳米催化剂的稳定性达到最优。他们还提出并发展了利用双功能载体打破标度关系限制的高通量筛选策略,为实现超稳定纳米催化剂的设计和预测提供了可能。