近日，中國科學院大連化學物理研究所研究員王峰、副研究員穆駿駒團隊，與研究員喬波濤團隊、研究員劉偉研究員合作，在金屬—載體強相互作用研究領域取得新進展。他們發現了金屬—載體強相互作用，能夠促進可還原性氧化物表面的多元合金形成，并闡釋了這一現象產生的原因是氧空位可以成為金屬原子的遷移通道，結合缺陷載體向金屬位點表面生長的過程，促進了可還原氧化物表面多種金屬原子定向匯聚至成核位點，最終形成多元合金納米顆粒。相關成果發表在《美國化學會志》上。
金屬—載體強相互作用是可還原性氧化物的一個重要特征，受到了多相催化研究人員的廣泛關注。傳統研究認為，金屬—載體強相互作用是一種在合成催化劑之后才產生影響的效應。
工作中，合作團隊提出了金屬—載體強相互作用在催化劑合成過程中發揮了積極的作用。團隊發現，在相同的制備條件下，PtPdCoFe四元合金僅能在銳鈦礦相TiO2的表面形成，無法在金紅石相TiO2和SiO2表面形成。銳鈦礦相TiO2的一個顯著特點是具有經典金屬—載體強相互作用，該現象中產生的氧空位能夠成為Pd、Co、Fe金屬原子的遷移通道。并且，拓展實驗表明，金屬—載體強相互作用促進的多元合金形成現象僅受載體的氧化還原特性影響，而不受多元合金的組分數和比例影響。
本工作系統地總結了多元合金在可還原性金屬氧化物載體上形成的三個關鍵因素，即金屬—載體強相互作用、氫溢流效應和混合熵穩定效應，為未來負載型金屬/合金催化劑的合成提供了參考。
此外，本工作中制備的PtPdCoFe/A-TiO2催化劑，在600℃反應條件下的甲烷燃燒反應中，甲烷轉化率達到100%，在經過100h穩定性測試后沒有失活，證明了多元合金適用于苛刻環境下的催化反應。
