記者4月2日從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校路軍嶺教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合武曉君教授及中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所楊冰副研究員，創(chuàng)新理論模型，成功研發(fā)出具有高活性且高穩(wěn)定性的單原子加氫催化劑，實(shí)現(xiàn)了前線分子軌道理論在多相催化中的實(shí)驗(yàn)佐證與突破性應(yīng)用。

該項(xiàng)研究有望為人工智能高通量篩選催化劑奠定新的理論基礎(chǔ)，從而大幅度加快高活性、高穩(wěn)定性催化劑的開發(fā)，縮短其工業(yè)化應(yīng)用進(jìn)程。4月2日，相關(guān)成果在線發(fā)表于《自然》雜志。

單原子催化劑憑借其最大化的金屬原子利用率、量子化的電子結(jié)構(gòu)及獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，在多相催化、能源轉(zhuǎn)化、環(huán)境治理及生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊應(yīng)用前景。我國(guó)科學(xué)家率先提出單原子催化概念，自此該領(lǐng)域已n成為國(guó)際催化領(lǐng)域研究的前沿。

然而，科學(xué)家在研究中發(fā)現(xiàn)，仍然缺乏一個(gè)能夠描述單原子催化劑活性和穩(wěn)定性的統(tǒng)一理論模型。

此次研究工作中，路軍嶺團(tuán)隊(duì)在14種半導(dǎo)體載體表面構(gòu)建了34種鈀單原子催化劑，通過調(diào)控載體種類與尺寸，實(shí)現(xiàn)了對(duì)載體最低未占分子軌道能級(jí)位置的精準(zhǔn)調(diào)控，并實(shí)現(xiàn)了能級(jí)位置的精準(zhǔn)測(cè)量。楊冰團(tuán)隊(duì)利用高分辨電鏡確認(rèn)了鈀原子的原子分散狀態(tài)。武曉君團(tuán)隊(duì)揭示了金屬—載體及金屬—分子間的前線軌道耦合內(nèi)在機(jī)制，并證實(shí)了前線分子軌道理論在單原子催化中完全可行，為高活性、高穩(wěn)定性單原子催化劑設(shè)計(jì)提供了一個(gè)全新的理論模型。（記者 陳婉婉）