近日，我校化学学院卫敏教授（通讯作者）研究团队在《Nature Communications》发表题为“Platinum–copper single atom alloy catalysts with high performance towards glycerol hydrogenolysis” (Nat. Commun. 2019, 10, 5812)的研究论文。该团队提出了以层状水滑石CuMgAl-LDHs为前体，通过LDHs结构拓扑转变和化学刻蚀两步法，制备了PtCu单原子合金催化剂（简称PtCu-SAA）。其中Pt是以单原子状态分布于Cu纳米颗粒表面，实现了贵金属Pt的最高利用率及构筑Pt-Cu界面位点的最大化，显著提升了甘油氢解制备1,2-丙二醇的催化性能。采用多种原位表征手段，并结合DFT理论计算，揭示了PtCu-SAA的 Pt-Cu界面位点是甘油氢解反应的本征活性位点，Pt-Cu界面位点协同催化改变了反应路径、降低了反应能垒。该PtCu单原子合金催化剂对甘油氢解制备1,2-丙二醇反应表现出优异的催化性能，其TOF值高达2.6×103 h-1，是目前报道的最高值。该工作建立的方法可拓展到制备其他单原子合金催化剂，在贵金属高效利用及生物质平台分子转化领域具有广泛的应用前景。
左图：PtCu-SAA催化剂制备及表征；中图：催化活性位点确定；右图：不同位点反应中间产物和路径比较。
本文第一作者是我校化学学院博士生张茜和崔国庆（共同一作），卫敏教授、张欣副教授、郑黎荣副研究员和洪崧副研究员为本文的通讯作者，北京化工大学为第一完成单位，中国科学院高能物理研究所为合作单位。本研究工作得到了国家自然科学基金委、国家重点研发计划和中央高校基本科研业务费的资助。