近日，我校化学与分子工程学院詹望成教授在负载型贵金属催化剂的原子级精准设计和构筑方面取得重要突破。相关研究成果“Defect-engineered nonstoichiometric perovskite hosting high-activityPdO sites for enhanced hydrocarbon oxidation”发表于国际知名学术期刊Nature Communications上。
负载型贵金属催化剂在环境保护与能源转化等领域发挥着不可替代的作用。然而，如何在原子尺度上精准调控金属纳米颗粒的结构，并建立明确的构效关系，一直是催化科学领域的核心挑战。传统研究通常通过增加载体缺陷来增强金属–载体相互作用（MSI），从而调控金属的分散性与电子结构，但该方法难以实现对金属位点原子级微观结构的精准调控。
本研究通过调控LaAlO3钙钛矿载体的A位缺陷密度，构建了具有不同表面结构（平面、阶梯状、凹坑状）的载体，通过结构诱导机制，在原子尺度上精确调控了负载型PdO纳米颗粒的几何结构。结合实验与理论计算结果表明，阶梯位点富集的PdO构型因其低配位Pd原子能稳定Pd-C(CH3)共价键、促进C-H键活化，从而在甲烷氧化反应中表现出最优活性。该研究首次证明通过钙钛矿载体表面缺陷的原子级工程，可以精准调控负载贵金属纳米颗粒的微观几何结构。该策略具有良好的普适性，可进一步推广至烷烃氧化及其它氧化反应体系，有望推动高效、低贵金属用量催化剂的开发。
图片说明：不同A位缺陷LaAlO3钙钛矿载体上PdO纳米颗粒的原子级微观结构以及甲烷催化燃烧活性
论文以华东理工大学为唯一通讯单位，于吉行博士和王志强副教授为共同第一作者，詹望成教授为唯一通讯作者。研究得到了绿色化工与工业催化全国重点实验室、费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心的支持以及国家重点研发计划和国家自然科学基金等项目的资助。
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-026-71358-3
