近日，中國科學院大連化學物理研究所航天催化與新材料研究中心喬波濤研究員和張濤院士團隊與穆斯堡爾譜技術研究組（DNL2005）王軍虎研究員團隊合作，在金屬載體強相互作用研究方面取得新進展：首次發現金納米顆粒與二氧化鈦之間的金屬載體強相互作用并闡釋了其形成原因。研究成果在Science Advances（Science Advances, DOI: 10.1126/sciadv.1700231）上發表。

大連化物所金屬載體強相互作用研究取得新進展

　　1978年Tauster等發現二氧化鈦等可還原性載體負載的Pt族金屬在高溫還原后會失去對小分子（CO，H₂）的吸附性能，并將該現象命名為金屬載體強相互作用（Strong Metal-Support Interaction, SMSI）。SMSI能夠改變金屬納米粒子的形貌和電子性質，因此可以改變反應活性與選擇性，對催化劑的催化性能具有重要影響。同時，SMSI通常伴隨著載體對金屬顆粒的包埋，因而能夠有效穩定金屬粒子，有助于制備穩定型金屬催化劑。

　　SMSI自發現以來其體系不斷擴展，但大都集中在還原性金屬氧化物負載的Pt族金屬體系，長期以來研究人員一直認為IB金屬不能與載體形成SMSI。直到近期臺灣大學牟中原教授團隊首次發現氧化鋅納米棒負載Au納米粒子可以在氧化條件下形成SMSI（簡稱為O-SMSI），這一認知才被打破。隨后，喬波濤和張濤團隊與王軍虎團隊在多年羥基磷灰石（HAP）負載金屬催化劑的研究基礎上，首次發現Au與HAP之間的O-SMSI（J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 56-59），并通過對此強相互作用的理性調變，開發了兼具高活性和穩定性且具有實際應用前景和獨特納米結構的Au/HAP-TiO₂催化劑（Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 10606-10611; Chin. J. Catal. 2016, 37, 1441-1442）。

　　此次兩個研究團隊再次合作，首次發現金納米顆粒與二氧化鈦之間的經典SMSI，與發生在鉑族金屬體系的經典SMSI特征完全一致。研究發現該經典SMSI效應具有普適性，不僅可以擴展到其它金屬氧化物（例如Fe₃O₄和CeO₂）擔載的金催化劑體系，并且可以擴展到TiO₂擔載的其它IB族金屬（例如Cu和Ag）體系。深入研究揭示金屬促進的TiO₂的高溫還原對于經典SMSI的形成至關重要。該研究改變了IB金屬不能形成經典SMSI這一傳統認識，填補了經典SMSI的研究空白。此外，鑒于IB族金屬通常熱穩定性較差，IB族金屬經典SMSI的發現提供了一條通過利用/調變經典SMSI獲得穩定型負載IB族金屬催化劑的新方法，對于制備穩定型IB族金屬催化劑具有十分重要的意義。

　　上述研究工作得到國家自然科學基金委、科技部、中科院戰略性先導科技專項資助。