图 Ru/rutile-TiO2体系中的体相氧溢流过程与载体局域晶格动态应变分析

　　在国家自然科学基金项目（批准号：22388102、21925803、22572012、22202027、22427801）等资助下，中国科学院大连化学物理研究所张涛院士、黄延强团队，联合刘伟及南方科技大学王阳刚团队在多相催化的溢流效应认识上取得进展。相关成果以“界面控制的体相氧溢流成像（Imaging interface-controlled bulk oxygen spillover）”为题，于2026年4月15日发表于《自然》（Nature）。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-026-10324-x。

　　溢流效应是指催化反应过程中活性物质发生动态扩散与迁移，是评估多相催化反应效率的重要特征。目前，对溢流行为的认识仍停留在催化剂表面，催化剂体相及金属/载体界面是否存在溢流仍是未解之谜。

　　针对该问题，上述研究团队通过发展原子分辨环境透射电镜技术，解析了钌/金红石型二氧化钛（Ru/rutile-TiO2）催化剂中钌单颗粒的氧化机制，并在该过程中观测到体相氧溢流：二氧化钛载体中的晶格氧以空位介导的方式通过界面输运至钌金属颗粒。基于显微可视化数据，研究团队揭示了界面结构对反应活性物质迁移的关键影响，提出了金属-载体的“表面-界面-体相”协同催化的新机制，为多相催化界面结构设计及动态反应特征提供了新认识。