近日，工业催化学科林丽利教授联合北京大学、上海交通大学、美国布鲁克海文国家实验室等研究人员在《自然》子刊Nature Communications上在线发表《Reversing sintering effect of Ni particles on γ-Mo2N via strong metal support interaction》。
虽然载体对负载金属的功能化作用研究较多，但目前载体与负载金属间作用力强于金属内在晶格作用的功能性载体仍较为罕见。本工作在碳化钼载体上易形成高温稳定单原子研究的启发下，通过理论计算和原位表征实验相结合，揭示了氮化钼与金属镍之间的载体金属强相互作用（SMSI）是3D金属镍颗粒在载体上自发分散成 2D 片状结构—即反烧结现象的内在驱动力，为高分散高温稳定的长寿命催化剂的研发提供了新的体系和理论指导。并且反烧结过程的发生不仅改变了金属的几何结构（3D→2D），还调变了负载金属镍的电子性质，改变了金属镍在二氧化碳加氢中的“喜好”。传统的负载型金属镍催化剂是以产物甲烷的生成为主导，而在氮化钼上以2D薄层分布的金属镍催化剂完全失去了生成甲烷的性能，高稳定性、高选择性实现了二氧化碳定向转化为一氧化碳。研究为后续高温抗烧结催化剂的开发提供了可行性思路和新的方向。
林丽利教授在碳（氮）化钼负载催化剂领域深耕多年，先后开发了原子级分散的铂-α-碳化钼、镍-α-碳化钼催化剂，实现了低温甲醇重整高效制氢（Nature 2017, 544 (7648), 80-83，J. Am.Chem.Soc. 2020, 1, 309-317JACS）和硝基化合物低温抗一氧化碳中毒、选择性加氢（Nat. Nanotechnol. 2019, 14 (4), 354-361）等重要反应，取得了系列突破性创新成果。本研究是对碳化钼体系金属载体强相互作用的拓展研究和应用。该研究工作得到国家自然科学基金（编号：22002140）、中国科协青年人才托举工程项目（编号：2019QNRC001）资助。
论文信息：
https://www.nature.com/articles/s41467-021-27116-8
Reversing sintering effect of Ni particles on γ-Mo2N via strong metal support interaction
Lin, L.; Liu, J.; Liu, X.; Gao, Z.; Rui, N.; Yao, S.; Zhang, F.; Wang, M.; Liu, C.; Han, L.; Yang, F.; Zhang, S.; Wen, X. D.; Senanayake, S. D.; Wu, Y.; Li, X.; Rodriguez, J. A.; Ma, DOI:10.1038/s41467-021-27116-8
