4月3日
我校化学学院郭彦炳教授团队
与合作者在国际期刊
《科学》（Science）
在线发表了
题为“高效、选择性氧化催化剂中
氢化Pt-Ce-H位点的形成”的研究论文
在多相催化活性位点新理论研究方面取得重大突破
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郭彦炳教授为共同通讯作者，团队博士研究生张碧滦为共同第一作者。合作者为劳伦斯伯克利国家实验室Ji Su研究员、Miquel Salmeron教授、David Prendergast研究员课题组及大连理工大学刘家旭教授课题组。
该研究提出了氧化催化剂高活性、高选择性调控新机制，发展了氢化位点形成与催化新理论，不仅在原子尺度深化了对多相催化剂活性位点、催化性能与反应机制的理解，还为高效环境与能源催化剂的设计提供了新思路。
负载型金属催化剂在能源、环境和现代化学化工领域有着广泛的应用。识别并调控催化剂活性位点的结构、物理及化学性质一直是催化科学的核心挑战，对高效催化剂的设计与开发具有重要指导意义。
图为Pt2+-Ce3+Hδ-氢化活性位点形成机制
针对上述科学难题，郭彦炳教授团队与国际多学科交叉研究团队合作，自2020年开始，历时五年，结合原位X射线光电子能谱与原位中子散射谱等先进的表征手段和理论模拟，突破认识瓶颈，揭示了新型氢化活性位点的形成过程与高效反应机制。
该研究以单原子铂/二氧化铈（Pt1/CeO2）作为模型催化剂，发现其在特定的氢气活化条件下，金属单原子Pt与CeO2载体相互作用可形成具有几何与电子限域效应的Pt2+-Ce3+对位点，进而形成负氢（Hδ-）与Ce3+稳定配位的新型氢化对位点（Pt2+-Ce3+Hδ-），其催化性能显著优于传统单原子位点催化剂，一氧化碳（CO）催化氧化活性提升超9倍，丙烷氧化脱氢选择性提升超2倍，展现出卓越的反应效率与选择性，在环境与能源催化领域具有潜在广泛应用前景。
该研究所揭示的新型活性位点实现了Hδ-介导的高活性富电子羟基的精准构筑，有效提升了氧物种的反应活性与选择性。此外，Hδ-作为关键活性中心，可在催化循环中高效再生与反应，赋予催化体系优异的长效稳定性。
图为Pt2+-Ce3+Hδ-氢化活性位点示意图及Hδ-介导的高效催化机制
近年来，郭彦炳教授团队一直致力于大气污染（如可挥发性有机化合物、CO等）控制化学领域研究。近五年，以通讯作者在国际权威期刊Science（1篇）、JACS（2篇）、PNAS（1篇）、Nat. Commun.（2篇）、Angew. Chem. Int. Ed.（4篇）、 ES&T（8篇）等期刊发表论文40余篇，为大气污染控制与催化净化技术创新提供了理论支撑。
五年磨一剑探索永无止境 创新引领未来
祝贺郭彦炳教授团队
希望未来有更多华师人勇攀科学高峰
为科技自立自强贡献华师智慧
华中师范大学融媒体中心
材料来源：科技处、化学学院编辑：章赫制图：田婧责任编辑：毛国樨
内容审读：张本威 徐芬
