元素百科金属氧化物催化剂的设计研究取得了进展。近日，中国科学院大连化学物理研究所碳资源小分子与氢能利用创新特区研究小组副研究员孙健、俞佳峰团队采用火焰喷射法（Flame Spray Pyrolysis，FSP）在高温淬火过程中，金属氧化物中的晶格氧锁定在亚稳态，大大提高了晶格氧的活性，使CO氧化反应速率比传统催化剂高10倍。
催化氧化反应中广泛存在由氧化物中晶格氧参与的氧化还原循环。其中，晶格氧的释放速率是反应的快速控制步骤。因此，增强晶格氧的活性，加速氧化还原循环，是促进催化氧化反应的重要手段。该团队利用高温淬火的方法，削弱了氧化物中金属-氧的相互作用，使晶格氧处于过饱和的亚稳定状态，同时确保氧化物晶体的稳定形成。新制备的Ce-Zr固溶体氧化物中没有氧空位，亚稳态晶格氧可以稳定存在，大量活性氧可以在相对温和的条件下释放（如低温还原、真空处理、承载金属等），为CO催化氧化反应提供更多的活性位置。研究发现，FSP制备的氧化物所能提供的氧空位数量比共沉淀法制备的Ce-Zr氧化物增加了19倍。该研究结果为新型氧化物催化材料的设计和应用提供了新的思路。
相关研究成果发表在《化学科学》上。该研究得到了中国科学院-海姆霍兹合作伙伴研究团队项目和中国科学院青年创新促进会的资助。
