多相催化是能源转化和环境治理领域的核心技术之一，而识别和精准调控催化剂中的活性位点一直是该领域面临的关键科学难题。华中师范大学化学学院郭彦炳教授团队与合作者的一项新研究，首次揭示了负载型金属催化剂中氢化活性位点的形成机制与高效催化原理，为多相催化理论发展及环境能源技术应用开辟新路径。4月3日，《科学》（Science）在线发表了这一成果。

郭彦炳教授团队论文发表于《科学》期刊。华中师大供图

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专家介绍，此项研究以单原子铂负载在二氧化铈（Pt?/CeO?）为模型催化剂，结合原位X射线光电子能谱、原位中子散射谱等先进表征手段，揭示了在氢气活化条件下，Pt原子与CeO?载体形成具有电子与几何限域效应的Pt2?-Ce3?对位点，并与负氢（Hδ?）结合，构建出新型氢化活性结构Pt2?-Ce3?-Hδ?。该结构不仅大幅提升了一氧化碳氧化反应的催化活性（提升超9倍），还在丙烷脱氢反应中显著增强产物选择性（提升超2倍），表现出优异的催化性能与反应选择性。

研究表明，该新型氢化位点通过Hδ?中间体的可逆参与，实现了富电子羟基物种的精准构筑和氧物种反应活性的显著提升，兼具高效催化与循环再生能力，赋予催化体系良好的稳定性和实用前景。该发现不仅从原子尺度加深了对多相催化中活性位点形成与演化机制的理解，也为环境与能源领域催化剂的精准设计提供了理论依据与技术支撑。

《中国科学报》注意到，近年来，郭彦炳教授团队长期聚焦挥发性有机物和一氧化碳等大气污染物的催化净化研究，构建了具有原创性的高效清洁催化体系。近五年，团队以通讯作者在Science、JACS、PNAS、Nature Communications等国际期刊发表高水平论文40余篇，为污染治理与绿色能源开发提供了重要的理论基础与技术储备。

 相关论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.adv0735