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　　新華社合肥3月10日電(記者戴威)記者從中國科學技術大學獲悉,，該校曾杰教授團隊通過構(gòu)筑納米島結(jié)構(gòu)催化劑，攻克了甲烷干重整反應中催化劑極易燒結(jié)失活的難題,。相關研究成果3月10日發(fā)表于國際學術期刊《自然?材料》,。

　　超細金屬納米顆粒因其超高的原子利用率，在多相催化領域備受青睞,。然而,，在催化反應過程中，這些納米顆粒極易受到高溫等影響,，從而自發(fā)聚集并導致活性降低,，該過程被稱作燒結(jié)。發(fā)展超細金屬納米顆粒的抗燒結(jié)策略,，是催化科學領域亟待解決的關鍵難題,。

　　此次研究工作中，研究人員基于對燒結(jié)路徑的深入理解,，創(chuàng)制了一種納米島結(jié)構(gòu)催化劑,。具體而言，研究人員在載體與金屬顆粒之間嵌入一種均勻分布,、小尺寸且互不相連的金屬氧化物團簇,，其因島狀結(jié)構(gòu)被命名為納米島。相較于載體,，納米島對金屬顆粒錨定更強,，因此顆粒無法整體遷移燒結(jié)。此外,，納米島之間互不相連,，從顆粒表面脫離的金屬原子難以跨島遷移。通過同時切斷兩種燒結(jié)路徑,，納米島結(jié)構(gòu)有望顯著提升催化劑的抗燒結(jié)性能,。

　　為構(gòu)筑納米島結(jié)構(gòu)催化劑，研究人員首先在氧化物與載體間構(gòu)建強吸附作用,，通過高溫受控團聚獲得小尺寸,、高密度的氧化物納米島。通過將電性匹配原理和溶劑蒸發(fā)結(jié)合,，研究人員實現(xiàn)了金屬在納米島上的精準落位,。針對常見的載體,、納米島、活性金屬,，研究人員發(fā)展了納米島結(jié)構(gòu)催化劑的材料庫,。其中，二氧化硅負載的氧化鑭納米島對釕納米顆粒的穩(wěn)定效果尤為突出,。研究人員將該催化劑應用于甲烷干重整反應以驗證其抗燒結(jié)性能,。此反應因其在溫室氣體資源化利用方面的巨大潛力而備受關注。

　　實驗結(jié)果表明,，該催化劑能夠?qū)崿F(xiàn)單程400小時的穩(wěn)定轉(zhuǎn)化,，且反應后釕納米顆粒的尺寸仍維持在1.4納米，完美應對了因高溫等因素導致的失活困局,。通過定制活性金屬和載體,，納米島結(jié)構(gòu)催化劑有望為多種催化反應中所面臨的燒結(jié)失活難題提供切實可行的解決方案。

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