2011年，张涛团队在国际上首次报道了单原子催化剂的制备与性能，并在此基础上提出了“单原子催化”的概念，现已成为催化领域新的前沿与热点之一，并入选了美国化学会C&EN 2016年“十大科研成果”。由于单原子催化剂具有均相催化剂的“独立活性位点”和多相催化剂稳定易分离的特点，因而被认为有望成为连接均相与多相催化的“桥梁”，但一直未得到实验证实。

　　利用氢甲酰化由烯烃和合成气制备醛类精细化学品，是化工生产中最为重要的一类均相催化反应，该类精细化学品年产千万吨，具有重要的应用前景。大连化物所博士郎睿在副研究员乔波涛和中科院院士张涛指导下，合成了氧化锌纳米线负载的铑单原子催化剂（Rh₁/ZnOnw），在温和的反应条件下将苯乙烯转化为苯丙醛，催化效率与经典的均相催化剂（Wilkinson’s催化剂，Rh(PPh₃)₃Cl）相当。该过程中没有发生烯烃C=C双键加氢的副反应，化学选择性高达99%，此外该体系还具有较好的底物适用性和稳定性。通过透射电镜、原位红外等表征手段证明Rh在载体上是以单原子的形式分散。在以往的单原子催化剂体系中，金属原子多为正价态，通过原位XPS、原位XANES等表征判断在该Rh₁/ZnOnw催化剂上单原子Rh是以金属态的形式存在的。该研究为单原子催化剂的应用提供了新思路，为均相催化剂的多相化提供了新的途径。

　　上述研究工作得到国家自然科学基金、中科院战略性先导科技专项和国家重点研发计划“纳米科技”重点专项等项目的资助。

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大连化物所单原子催化研究取得新进展

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