广以钟子宜教授课题组在国际顶级期刊发表关于金属-载体强相互作用的综述文章

（通讯员供图）

中国报道讯（郑雪云 通讯员李敏）11月27日，从广东以色列理工学院（以下简称“广以”）获悉，该校钟子宜教授课题组联合以色列理工学院Charlotte Vogt教授课题组及斯坦福大学的Simon R. Bare教授，于近日在国际顶级期刊Chemical Society Reviews (影响因子：40.4) 上发表了题为 “Metal–support interactions in metal oxide-supported atomic, cluster, and nanoparticle catalysis”（单原子、团簇、和纳米颗粒金属负载型氧化物催化剂中的金属-载体强相互作用）的综述文章。

据悉，Chemical Society Reviews是英国皇家化学学会旗下的顶级综述性期刊，属于一级学科顶级期刊，在化学、化工以及材料学科领域享有极高的学术影响力和权威性，所刊发的论文对相关领域的发展具有重要的引领和指导作用。

钟子宜教授毕业于武汉大学和南京大学，分别获学士、硕士以及博士学位，之后曾在以色列巴伊兰大学、美国华盛顿大学以及新加坡国立大学从事5年博士后研究。2002年，他获得加拿大政府（NSERC）访问学者奖学金并在蒙特利尔的国立生物技术研究所（BRI）工作。2018年10月，钟子宜加入广以，目前是该校的化学工程系副主任。他在广以建立了一个绿色催化实验室，主要研究方向如下：多相催化，特别是与环境催化有关的纳米催化剂的设计和合成；废水处理；表面化学。据介绍，催化是化学工业的核心，其间接影响着包括约80%的能源需求以及所有温室气体排放的75%。工业中两类应用最广泛的多相热催化剂是负载型金属催化剂（SMC）和固体酸催化剂。其中，SMC催化剂中有一类非常重要的现象，即金属与载体强相互作用 （SMSI）。

钟子宜教授课题组等作者在此次发表的重磅综述中，对金属-载体强相互作用（SMSI）展开全面深入的剖析，解决了多个关键问题：（1）对SMSI提出全面的分类；（2）深入挖掘文献中的数据，结合半导体理论，对SMSI现象进行了深入的理论解析；（3）总结了SMSI的效应，调控/设计策略，表征方法；（4）分析了SMSI对催化剂稳定性、催化活性的影响；（5）总结、讨论未来的发展方向和有待克服的挑战。

此外，该综述文章的特点之一是首次用电子结构等参数，如费米能级、功函数及表面能、金属氧化物还原性、吸附热等解析金属与载体强相互作用程度，以及对催化反应影响进行关联。SMSI会造成电子转移、几何结构调整等。如通过对费米能级的差异分析，半导体理论表明电子会从高费米能级的金属迁移到低费米能级的载体，或反向进行。这种电子重新分布加强了金属和载体的结合力，从而实现更强的相互作用。例如，在Fe和TiO₂的系统中，由于费米能级差异，电子从Fe转移到TiO₂的导带中，从而在TiO₂一侧形成电子富集的界面，这在催化活性中起到重要作用。

而除了对SMSI分析与表征方法进行评述外，该综述还对未来该领域发展也进行了预测，如动态SMSI是近年研究的热点之一，指在反应条件变化时，金属-载体之间的相互作用和催化剂结构发生相应调整。这一特性使催化剂在不同反应条件下表现出更好的适应性和稳定性。例如，通过动态调整金属颗粒的电子结构，可以增强催化剂的抗毒化能力和反应效率。

据广以方面介绍，SMSI的研究成果在工业催化中具有广阔的应用前景，如在CO₂转化、加氢、脱氢等过程中的应用。未来，随着对MSI的研究不断深入，科学家有望通过精确设计的MSI催化剂，实现对复杂反应体系的高效、绿色转化，推动催化科学和人类社会可持续发展。钟子宜教授课题组等作者的成果历经两年科研攻关，充分彰显了广以学者在化工领域的深厚底蕴与成就，有效推动了学校学术影响力的持续扩大。

责任编辑：陈赞亮