宋术岩课题组基于二氧化铈的非贵金属混合氧化物纳米催化剂的合成与应用研究获进展

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二氧化铈（CeO2）是催化系统中应用非常广泛的一种组分，其中贵金属负载的CeO2基催化剂研究非常广泛，然而，这类催化材料存在起燃温度高、催化剂中毒、活性下降、重金属污染等缺点，因此，大量的研究工作致力于开发新的先进材料以期获得更好的性能。非贵金属CeO2基混合氧化物作为潜在的替代材料，能够有效地提高氧气储存/释放能力克服在高温下失去稳定性和活性的限制。然而，掺杂的组分、浓度、纳米结构的形貌和尺寸均对催化性能有较大的影响，近年来科研工作者一直致力于这些方面的研究。

　　中国科学院长春应用化学研究所研究员宋术岩和中科院院士张洪杰团队系统总结了非贵金属CeO2基混合氧化物纳米催化剂的研究现状。与单组分催化剂材料相比，混合氧化物中的界面可以在很大程度上优化非均相催化反应的关键步骤，如底物分子的吸附速率、中间状态以及产物的解吸速率。随着合成技术的发展，一些具有特殊的纳米结构如多孔、空心、核壳和蛋黄壳等类型的非贵金属CeO2基混合氧化物材料已经成功地制备出来。这些具有不同尺寸、形态和粒子间相互作用的有趣结构具有一定的独特的性质，有助于提高催化性能，通过对组分的优化，显著提高了催化效果，但对于结构效应作用于催化应用的研究则非常少。

　　该综述系统总结了非贵金属CeO2基混合氧化物纳米催化剂合成和催化应用方面最新的进展，关注与提高催化性能的合成策略、组分和结构效应，介绍了几种典型的合成方法，包括共沉淀法、晶种生长法、硬模板法、软模板法、自模板法、自氧化还原法和静电纺丝法，总结了这些方法的优缺点及所适用的体系。催化应用方面主要涉及了一氧化碳氧化、氮氧化合物还原、蒸汽重整、干法重整、水汽迁移、优先一氧化碳氧化、光催化、电化学催化和仿酶催化等，对这些方面的最近进展、催化剂性能评估进行了阐述。文章最后讨论了非贵金属CeO2基混合氧化物纳米催化剂领域当前存在的问题和面临的挑战，并展望了该领域的发展前景。该工作发表在Chem（Chem 2019, doi.org/10.1016/j.chempr.2019.04.009）上，得到国家自然科学基金委和吉林省科学技术厅项目的支持。

基于CeO2的非贵金属混合氧化物纳米催化剂的合成与应用

宋术岩，研究员，2009年毕业于中科院长春应化所获博士学位。长期从事无机多孔催化材料的研究工作，以材料的结构与功能关系为研究重点，开发和拓展了多种制备无机多孔催化材料的合成方法，既保持了多孔材料相对密度低、比强度高、比表面积大、渗透性好等优点，又有效地解决其孔道调变、多级结构设计、化学稳定性等关键科学问题，提高了其在高效催化等领域的应用，取得了一系列创新性研究成果。以第一作者或通讯联系人身份在Chem. Soc. Rev., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater., ACS Nano, Chem. Sci.等期刊上发表论文83篇，7项工作被ChemistryViews和MaterialsViewsChina做亮点报道，被他人正面引用1255次；4篇论文入选ESI前1%“高被引论文”；2009年获得吉林省自然科学学术成果一等奖（排名第一）；2011年首批入选中国科学院青年创新促进会；2015年入选中国科学院青年创新促进会优秀会员；2015年获得中国科学院杰出科技成就集体奖（排名第八）。

张洪杰，男，1953年出生，研究员，博士生导师,中科院院士。国家杰出青年基金获得者（1997年度），973副首席科学家，国家基金委化学科学部评审专家。1978年2月北京大学化学系物理化学专业毕业，分配到中国科学院长春应用化学研究所工作。1982年2月考取苏锵院士研究生，1985年2月获得硕士学位。1989年9月赴法国波尔多第一大学攻读博士学位， 1993年10月获固体化学、材料科学博士学位后回所工作。2013年当选中国科学院院士。