张涛院士团队单原子催化剂研究取得新进展

最近，中国科学院大连化学研究所在单原子催化研究方面取得了新的进展。首次发现单原子催化剂具有与均相催化剂相当的活性，实验证明单原子催化剂可以成为均相催化和多相催化之间的桥梁。后来，封面文章发表在《德国应用化学》上。

五年前，张涛院士带领一个研究小组在世界上首次报道了单原子催化剂的制备和性能。在此基础上，提出了“单原子催化”的概念。单原子催化已成为催化领域的新前沿和热点之一。单原子催化剂兼具均相催化剂的“孤立活性中心”和非均相催化剂的“稳定易分离”的特点，有望为均相催化剂的非均相催化开辟一条新的途径，成为连接均相催化和非均相催化的桥梁，但尚未得到证实。

由烯烃和合成气通过加氢甲酰化制备醛类精细化学品是化学生产中最重要的均相催化过程之一。这种精细化学品年产量超过1000万吨，具有非常重要的应用背景。最近，该团队的副研究员乔等人成功合成了氧化锌纳米线负载铑单原子催化剂(Rh1/ZnOnw)，该催化剂能在温和的反应条件下将苯乙烯转化为苯丙醛，其催化效率相当于经典的均相催化剂(Wilkinson的催化剂，RhCl(PPh3)3)。该过程中没有烯烃碳双键加氢的副反应，化学选择性高达99%。此外，该系统还具有良好的基底适用性和稳定性。透射电镜和原位红外光谱证明铑以单原子形式分散在载体上。

本研究首次从实验上证明了单原子催化剂可以成为均相催化和多相催化之间的桥梁，为均相催化的多相催化开辟了新的途径，也为单原子催化剂的应用提供了新的思路。

以上工作得到了国家自然科学基金、中国科学院科技战略试点项目、国家重点研发计划“纳米技术”重点项目等项目的支持。