图 跨越压力和材料鸿沟的FeO-Pt催化CO氧化反应动力学连续性

　　在国家自然科学基金项目（批准号：22525203、92477132、22376194、22372158）等资助下，上海科技大学杨帆研究员和中国科学院大连化学物理研究所/复旦大学包信和院士团队在界面限域氧化物催化机理研究方面取得进展，研究成果以“跨越压力与材料鸿沟的FeO-Pt界面催化CO氧化反应动力学连续性（Continuity of reaction kinetics across the pressure and materials gaps in CO oxidation on FeO-Pt interfaces）”为题，于2026年1月7日发表于《自然·催化》（Nature Catalysis）杂志，论文链接：https://doi.org/10.1038/s41929-025-01464-w。

　　催化剂的高效设计需要对活性位点的精准识别，这一过程往往得益于在超高真空下对模型催化剂开展的表面科学研究。然而，如何将表面研究的观测结果拓展至实际催化体系，是催化研究面临的重要挑战。针对这一挑战，上述团队在研究FeO-Pt催化CO氧化反应中，建立了适用于单晶与粉末催化剂、宽压力范围的动力学测量方法，实现反应机理的跨尺度关联。研究团队在配位不饱和铁（Fe_cus）位点上，精确识别了活性位点与反应路径，发现CO仅吸附于裸露Pt位点，O₂则在Fe_cus位点选择性活化，有效解决了CO对Pt基催化剂的毒化难题。进一步结合反应动力学测量与动力学蒙特卡洛模拟，从超高真空到常压、从FeO/Pt(111)模型催化体系到FeO/Pt粉末催化剂，获得了一致的表观活化能（12~15 kJ mol^-1），从动力学层面验证了跨材料和压力鸿沟的机理连续性（图）。上述工作表明表面科学研究获得的机理可以跨越模型体系与实际体系间存在的压力和材料鸿沟，为界面限域催化材料理性设计提供了新的研究范式。