科研学术

近日，电子科技大学材料与能源学院夏川教授团队在《Nature Protocols》上发表题为“A general approach for the synthesis of nanoisland catalysts”的论文。材料与能源学院李旭研究员为论文第一作者兼通讯作者，夏川教授为最后通讯作者，电子科技大学材料与能源学院为论文唯一单位。

催化技术广泛应用于化学品制造、能源转化和环境治理。单原子、亚纳米团簇等小尺寸金属催化剂虽具有原子利用率高、活性位点丰富等优势，但在高温和还原气氛下易迁移、团聚和烧结，难以兼顾高活性与长期稳定性。

图1 “纳米岛”策略与传统浸渍法制备负载型金属催化剂的比较

针对上述挑战，团队在前期研究基础上提出并发展了“纳米岛”催化剂设计理念，构建由高比表面积载体、功能氧化物纳米岛和活性金属组成的三级结构。功能纳米岛如同分布在载体表面的“锚定平台”，能够将金属单原子或团簇限域在特定区域，并通过较强的金属—氧化物相互作用抑制金属物种迁移、聚并和奥斯特瓦尔德熟化。同时，纳米岛还可调控金属位点的电子结构，并提供氧储存、中间体活化等界面功能，从而在提高结构稳定性的同时保持良好的催化活性。

图2 CeOx/SiO2纳米岛及负载铂（Pt）单原子和团簇催化剂的代表性合成流程

该工作将“纳米岛”催化剂从材料设计理念进一步发展为可复现、可迁移和可拓展的标准化实验方法，构建了“纳米岛”催化剂材料库，为小尺寸金属催化剂的精准构筑与稳定性调控提供了系统性的技术指南，也为高效、长寿命多相催化剂的研究与开发提供了新的方法学基础。

图3 “纳米岛”限域Pt催化剂的表征结果表明其对金属尺寸与局域的精准调控

该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、四川省自然科学基金、电子科技大学青年教师科研创新能力支持项目及学校启动经费等项目的支持。电子科技大学分析测试中心为相关材料表征提供了技术支持。

论文链接：https://doi.org/10.1038/s41596-026-01431-0