近日，我室近日，我所傅强研究员和包信和院士研究团队与英国剑桥大学王铁胜博士、Stoyan K. Smoukov教授、Anthony K. Cheetham教授等合作，将纳米氧化物限域在金属有机框架（MOF）材料中实现高效催化过程，证明了限域微环境在调控催化性能上的重要作用。相关结果发表在《自然-通讯》（Nature Communications）。
催化活性中心所处的微环境能够对催化体系的物理和化学状态产生强烈的限制作用，从而可以有效调控催化性能，这一“限域催化”效应是多相催化中的一个重要概念（中国科学：化学 2012, 4, 355）。长期以来，该团队探索了在一维碳管纳米反应器和两维层间纳米反应器中的限域催化过程，发现这些限域微环境对催化反应的有效调控作用（Acc. Chem. Res. 2011, 44, 553; Chem. Soc. Rev. 2017, 46, 1842）。最近，剑桥大学的材料科学家利用无机化学中的普尔贝图（Pourbaix Diagram），发展出一个普适的在纳米孔内合成客体材料的有效方法（Pourbaix Enabled Guest Synthesis/普氏客体合成法），实现在MOF孔内填充氧化钌纳米结构。利用这一材料，我所研究人员发现在零维纳米孔反应器中的限域效应弱化CO和O在氧化物表面上的吸附，使得该氧化物结构表现出惊奇的低温催化CO氧化性能。这一结果说明零维纳米反应空间中微环境限域弱化表面吸附并增强催化性能，与一维和两维限域空间中发现的效应是统一的（J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 477; PNAS 2017, 114, 5930）。
上述工作得到国家自然科学基金科学中心、科技部国家重点研发计划、中科院纳米先导专项、国家留学基金管理委员会和教育部能源材料化学协同创新中心（iChEM）的支持。（文/图 高丽君）
