近日，我所催化基礎國家重點實驗室納米與界面催化研究組（502組）包信和院士、傅強研究員和寧艷曉副研究員團隊在負載納米團簇催化劑的結構控制和微觀表征方面取得新進展，利用金屬—氧化物相互作用調控金屬納米團簇的尺寸與穩定性，揭示了載體氧化物表面氧原子p-帶中心可用于定量描述金屬—氧化物界面作用。
負載納米團簇在許多催化反應中表現出高活性、高選擇性以及高原子利用率，基于原子規整的模型催化劑和原子可視的表面表征方法可以對納米團簇的穩定機制和催化作用提供微觀理解。在前期研究中，該團隊發現單層分散、亞穩態、高活性氧化物納米結構可以在貴金屬表面穩定，并提出界面限域催化概念（Science，2010；Acc. Chem. Res.，2013；JPCC，2015；ACS Nano，2017）。近期，團隊進一步揭示了金屬表面和環境氣氛對氧化物納米結構動態變化的協同限域效應（PNAS，2022）。
在本工作中，研究人員在FeO/Pt(111)和FeO2-x/Pt(111)表面上構建了結構規整的金屬（Cu、Ce等）單原子和納米團簇陣列結構。對這些團簇結構的選擇性落位以及熱穩定性研究發現，氧化物載體表面氧原子活性決定了金屬原子與氧化物的作用強度?；诶碚撗芯堪l現，可以利用表面氧原子p帶中心來描述表面氧活性，并與Cu在氧化物上相互作用強度實現很好的關聯。據此，團隊提出了表面氧原子p帶中心可以作為金屬—氧化物相互作用的定量描述符。
相關研究成果以“Periodic Arrays of Metal Nanoclusters on Ultrathin Fe-Oxide Films Modulated by Metal-Oxide Interactions”為題，發表在JACS Au上。該工作的第一作者是我所502組博士研究生羅序達。該工作得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金、遼寧省興遼英才計劃等項目的資助。（文/圖 寧艷曉、羅序達）
