化学重磅发现：催化剂内部隐藏“氧流”！

近日，一项足以改写催化科学教科书的重大发现震惊学界。由中国科学家领衔的国际研究团队首次直接捕捉到氧原子在催化剂内部深处移动的清晰证据——这意味着催化剂的主体材料不再是被动的“旁观者”，而是能够积极参与化学反应的“主角”。这一突破为设计更高效、更智能的催化剂打开了全新维度。

长期以来，科学家普遍认为催化反应中的关键物质——氧原子——只能沿着催化剂表面移动。然而，中国科学院大连化学物理研究所张涛教授、黄彦强教授团队联合刘伟教授及南方科技大学王阳刚教授，利用环境透射电子显微镜首次直接观察到了颠覆性场景——在钌/金红石二氧化钛催化剂中，氧原子并非仅局限于表面，而是通过金属与载体之间的界面，从二氧化钛表面下方三至五个原子层深处穿行。这一定名为“体相氧溢流”的现象，被证实是真实存在的。

研究团队解释，这种内部氧流由氧化学势差异驱动，而金属-载体界面则如同一个原子尺度的“守门人”，精准控制着氧流是否能够通过。这一发现极大地拓展了50年前提出的“金属-载体相互作用”理论。传统观点认为，催化作用仅发生在材料的二维表面；而新研究表明，催化剂内部那些过去被认为“不可接近”的区域，完全可以通过体相氧溢流参与质量传递，从而实现“表面-界面-体相”三位一体的三维协同作用。
该成果发表于4月15日的《Nature》杂志。张涛教授表示，下一步将致力于开发利用体相直接参与化学反应的实用催化剂，这有望催生颠覆性的催化系统。
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