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中国科学技术大学曾杰教授团队通过构筑纳米岛结构催化剂，成功攻克了甲烷干重整反应中催化剂极易烧结失活的难题。该成果在《自然材料》上发表，实验表明催化剂能实现单程400小时稳定转化，为多种催化反应提供解决方案。

记者从中国科学技术大学获悉，该校曾杰教授团队通过构筑纳米岛结构催化剂，成功攻克了甲烷干重整反应中催化剂极易烧结失活的难题。这一创新成果于3月10日在国际学术期刊《自然材料》上发表，标志着我国在催化科学领域取得了重要突破。

超细金属纳米颗粒因其超高的原子利用率，在多相催化领域具有广泛应用前景。然而，在催化反应的高温环境中，这些纳米颗粒极易发生烧结，导致活性降低。为了解决这一难题，曾杰教授团队基于对烧结路径的深入理解，创制出了一种全新的纳米岛结构催化剂。

该催化剂通过在载体与金属颗粒之间嵌入均匀分布、小尺寸且互不相连的金属氧化物团簇，形成纳米岛结构。这种结构对金属颗粒的锚定作用更强，有效防止了颗粒的整体迁移烧结。同时，纳米岛之间互不相连，使得从颗粒表面脱离的金属原子难以跨岛迁移，从而切断了两种烧结路径，显著提升了催化剂的抗烧结性能。

为了构筑这种纳米岛结构催化剂，研究人员采用了多种创新技术。他们首先在氧化物与载体间构建强吸附作用，通过高温受控团聚获得小尺寸、高密度的氧化物纳米岛。然后，利用电性匹配原理和溶剂蒸发技术，实现了金属在纳米岛上的精准落位。这一创新成果为多种催化反应中所面临的烧结失活难题提供了切实可行的解决方案。

实验结果表明，该催化剂在甲烷干重整反应中表现出色，实现了单程400小时的稳定转化，且反应后钌纳米颗粒的尺寸仍维持在1.4纳米。这一成果不仅验证了纳米岛结构催化剂的抗烧结性能，还展示了其在温室气体资源化利用方面的巨大潜力。

（文章来源：新华社）