近日，华东理工大学催化反应工程团队段学志教授和曹约强特聘研究员在层状双金属氢氧化物（Layered Double Hydroxides, LDHs）基催化剂研究方面取得重要进展。受国际知名学术期刊《德国应用化学》邀请，结合团队近年来基于LDHs材料的系列研究工作回顾总结了LDHs及其衍生催化剂在精准催化领域的研究进展，撰写了综述论文，深入探讨了其在光、电、热催化中活性位点精准调控方面的应用，为设计高效、稳定的新型催化剂、推动可持续能源转化与绿色化工发展提供借鉴。
作为一类独特的二维层状材料，LDHs在多相催化领域具有独特优势，其层板阳离子可调性、层间阴离子可交换性及结构拓扑转变特性，使其既可作为高效催化剂载体，又可作为多功能催化剂前驱体合成多种金属和金属氧化物催化剂。近期研究表明，通过焙烧/还原过程的精准调控、界面工程及组分优化等手段，可对LDHs衍生催化剂活性位结构实现原子级调控，从而显著提升催化活性与选择性。这些原子级结构调控特性不仅赋予LDHs衍生催化剂在电催化、选择性加氢、脱氢及合成气转化等反应中的优异性能，其固有层状结构与金属-载体强相互作用也可有效抑制金属烧结与溶出，显著提升催化剂的稳定性。这些独特优势为深入解析催化机制、精准调控活性位点及高性能器件开发提供了理想的材料平台。
尽管基于LDHs构筑的多相催化剂在原子级精准催化中表现出显著优势，但仍面临反应条件下结构与中间体演化机制不明、构-效关系缺乏可推广模型，以及经验驱动设计制约高性能催化剂开发等挑战。未来研究需从材料合成、原位/工况条件表征、理论模拟及机器学习等多角度出发，系统揭示LDHs及其衍生结构的动态演化与活性位点生成机制，构建可推广的原子级构-效关系模型。通过多尺度模拟与高通量实验相结合，有望将催化剂设计由经验驱动转向预测驱动，加速高性能LDHs基催化剂的筛选与创制。在应用前景方面，LDHs衍生催化剂在光、电、热催化及绿色能源转化器件中具有很大潜力，其固有的层状结构、组分高度可调特性及强金属-载体相互作用，有望推动其在可持续能源转化（如绿色燃料合成）与高端化学品合成领域中的广泛应用。
该论文的第一作者为华东理工大学葛小虎博士，通讯作者为化工学院催化反应工程团队段学志教授和曹约强特聘研究员。论文研究工作得到了袁渭康院士、陈德院士和周兴贵教授的悉心指导。此外，该研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金和上海市教委/科委等项目的支持。
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ange.202517103
