王晓东课题组：提出单原子催化剂协同双位机制

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催化与新材料研究室王晓东研究员和张涛院士团队与清华大学李隽教授合作，在单原子催化机制研究方面取得新进展，发现Ir1/FeOx单原子催化剂上Ir单原子与临近载体Fe位之间存在“双金属活性位”的协同催化过程。

　　2011年，“单原子催化（SAC）”概念被提出后（Nat. Chem., 2011, 3, 634），科研人员可以更加明确地了解单原子中心与其周围载体原子间的化学键和电子结构，为设计、合成新型高分散催化剂以及探索其催化应用提供了有益的指导（Nat. Rev. Chem., 2018, 2, 65）。
　　该团队在前期的工作中制备出Ir1/FeOx单原子催化剂，并发现单原子Ir中心在水煤气变换反应中起主导作用（J. Am. Chem. Soc., 2013, 135, 15314），然而对Ir1/FeOx的微观催化机制却一直没有更深入的认识。
　　该团队结合第一性原理计算及实验表征发现，在水煤气变换过程中，H2O容易在单原子Ir与载体之间解离，形成Ir-OH与Fe-OH。随后Ir上吸附的CO与Fe结合的氧原子反应形成CO2，进而促进Ir-OH中H向Ir位的转移，降低H2产生的能垒。基于Ir单原子和临近载体Fe原子间的协同化合价变化这一微观过程，该团队提出了单原子催化剂“双金属活性位”的协同催化机制。该工作为明确单原子-载体相互作用提供了新的理论依据，也有助于设计出高活性的双位单原子或团簇催化剂。
　　该研究成果发表在《德国应用化学》（Angew. Chem. Int. Ed.）上。上述研究工作得到国家自然科学基金项目、中国科学院青年创新促进会项目等的资助。（文/图 林坚）
       文章来源：大连化物所
       王晓东，大连化物所研究员。1972年生于辽宁大连，1995年大连铁道学院应用化学系获学士学位，2000年大连化学物理研究所获博士学位，2001年被聘为副研究员，2007年被聘为研究员。多项研究成果应用于我国新型飞机、长征运载火箭及神舟飞船等空间飞行器，先后获国家部委高技术装备发展建设工程奖章、中国科学院参加载人航天优秀工作者、第七届大连市十大青年科技标兵、第十一届中国科学院十大杰出青年等表彰，曾获省部级一等奖三项，国家技术发明二等奖一项，发表SCI论文90余篇。现主要从事空间飞行器化学推进动力新型推进剂与催化剂研究，承担多项国家973计划、863计划、自然科学基金及中科院知识创新重要方向等课题。