浙江大学肖丰收/王亮课题组综述：新策略构筑金属–载体强相互作用（SMSI）
负载型金属催化剂被广泛用于精细化工工业、石油加工工业、能源化工和新能源等领域。制备该类催化剂的一般方法是将金属活性组分负载到固相载体表面，通过调控金属颗粒大小、形貌、组成等控制催化活性及选择性。但是，在苛刻的反应条件下金属颗粒容易发生烧结导致催化剂失活，尤其是当反应温度高于金属塔曼温度时烧结会更加严重。对失活后的催化剂进行再生需要将金属洗出，然后二次分散到载体表面，是一个繁琐且成本较高的过程。针对上述问题，最直接的解决办法是对负载的金属颗粒进行稳定化。其中，金属–载体强相互作用（Strong Metal–Support Interaction，简称SMSI）是稳定金属纳米颗粒的一种有效方法。
自1978 年Tauster 等人发现这一现象以来，关于SMSI 的研究从未间断。研究人员通过总结逐渐发现并确定了几个SMSI 的典型特征：（1）载体迁移至金属颗粒表面形成包裹结构（几何特征）；（2）金属–载体之间存在电子转移（电子特征）等。金属表面的包裹结构可以有效抑制高温下金属的迁移团聚，从而提高催化剂抗烧结性能；调节金属电子结构可以控制关键反应中间体的吸附强弱，从而改变催化活性及选择性。利用传统方法构筑SMSI往往需要在高温（>450 °C）氢气气氛下处理可还原载体（如TiO2, CeO2等）负载的金属催化剂。除了利用传统方法构筑SMSI，目前研究者们已经发展了多种新策略构筑SMSI，不仅拓宽了SMSI的应用范围，还加深了对SMSI形成机理的认识。
最近，浙江大学肖丰收教授/王亮研究员课题组发表综述文章，对近年来利用新策略构筑的金属–载体强相互作用（非高温还原路线）体系进行了介绍和分类，对SMSI研究中存在的问题和未来需要重点研究的方向进行了讨论和展望。文中着重讨论了不同新策略构筑SMSI的形成机理，并与传统方法构筑的经典SMSI进行了对比。作者指出，未来的研究应该更加重视对SMSI结构的精细调控及SMSI形成机理的深入认识，同时还要利用原位技术对不同气氛下催化剂结构的动态变化进行跟踪表征，这将为新型负载型金属催化剂的构筑提供指导。
文章第一作者为王海，通讯作者是王亮研究员和肖丰收教授。详见：Wang H, Wang L, Xiao FS. New routes for the construction of strong metal–support interactions. Sci China Chem, 2022, 65, doi: 10.1007/s11426-022-1356-3. 本文将收录于2022 Emerging Investigator Issue中。
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作者简介
王海 师从肖丰收教授和王亮研究员，目前主要研究金属催化剂稳定化及高值化学品催化合成。以第一/共同第一作者身份发表论文15篇(包括Nature Catal., J. Am. Chem. Soc., ACS Catal., ACS Cent. Sci., 催化学报等)。获得浙江省优秀博士毕业论文，2021年度“博新计划”资助，中国博士后科学基金第70批面上一等资助等。
王亮 浙江大学“百人计划”研究员，博士生导师。主要研究纳米与多孔催化材料及其在碳资源转化与精细化学品合成方面的应用。以通讯/第一作者身份发表论文80余篇(包括Science, Nature Catal.,Chem., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Nature Commun.等)。获得2016年国际催化大会青年科学家奖，2017年中国催化新秀奖，2021年中国化学会青年化学奖，国家自然科学基金优青项目(2018)和浙江省自然科学基金杰青项目(2017)资助，入选浙江省151人才第二层次。
肖丰收 浙江大学求是特聘教授，博士生导师。研究领域包括微孔沸石的合成表征与催化性能的研究、介孔沸石催化材料的合成表征与催化性能的研究、多孔有机聚合物催化材料的合成表征与催化性能的研究、生物质的高效催化转化、环境催化。在Science、Nat. Catal.、Chem、J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem.Int. Ed.等高水平杂志上作为通讯作者发表论文，他引超25000余次，曾获国家杰出青年科学基金、教育部自然科学二等奖、教育部优秀青年教师、跨世纪优秀人才、2021年中国分子筛成就奖、Thomson Scientific卓越研究奖、浙江省技术发明一等奖等。
课题组网页：http://www.chem.zju.edu.cn/xiaofs/