我科研团队开辟催化剂制备新路径

来源：光明日报
时间：7月12日
地点：天津
记者：吕慎、科研开辟王艺钊、团队朱斌

近日，催化天津大学胡文彬教授团队在催化材料领域取得重大突破。剂制团队首创瞬态组装策略，备新结合毫秒级周期热脉冲技术，科研开辟成功实现了铂族金属核壳结构催化剂的团队超快合成与原子级精准调控。这一成果不仅解决了贵金属催化剂制备中的催化长期痛点，更为高效、剂制低碳的备新催化材料生产开辟了全新路径。

行业痛点：传统工艺的科研开辟效率与成本困境

铂族金属作为绿色氢能、化工合成及环境治理等战略产业的团队核心催化材料，其高昂的催化价格一直是制约产业发展的关键因素。

• 传统思路：科学界普遍采用“廉价金属为核、剂制铂金为壳”的备新核壳结构策略，旨在减少铂用量并激发高活性。
• 技术瓶颈：传统制备工艺依赖数小时的高温退火，促使原子缓慢迁移。这种方式存在三大缺陷：
• 高能耗、长周期：耗时且耗能巨大。
• 结构不均：铂壳厚度难以控制，往往“厚薄不均”。
• 性能折损：壳层过厚浪费资源，过薄则活性不足，导致催化效率无法最大化。

技术革新：毫秒级热脉冲与原子级锁定

针对上述难题，胡文彬团队与合作者提出了非平衡瞬态组装的创新思路，彻底改变了传统的平衡态合成逻辑。

1. 毫秒级精准供能：团队开发的周期热脉冲技术，能在毫秒级时间内精准供给能量，迫使纳米晶在高能瞬态演变中快速完成核壳结构组装。
2. 原子层数精确锁定：该技术同步实现了对铂壳原子层数的精确控制，将铂壳厚度稳定锁定在最优的三原子层。
3. 效能最大化：这种精确调控使得催化剂的几何效应与电子效应达到最佳匹配，从而充分释放催化活性。

数据验证：能耗降低90%，性能显著提升

实验数据充分证明了该技术的综合优势：

• 极致节能：新方法合成单位质量催化剂的能耗较传统工艺降低90%。
• 极速制备：将原本需要数小时的制备流程压缩至数分钟。
• 卓越性能：在氢燃料电池实测中，该催化剂助力器件额定功率达到15.2千瓦/克铂，并展现出优异的耐久性。

前景展望：开启绿色催化新纪元

胡文彬教授指出，瞬态组装策略为精细结构贵金属催化剂的高效制备提供了全新范式。该技术凭借在合成效率、精度、性能及绿色低碳方面的综合优势，已引起国内外产业界的高度关注。

未来，这一突破有望在以下领域产生深远影响：
* 绿色氢能产业的高效发展
* 高端化工合成的工艺升级
* 环境催化技术的普及应用
* 医药合成领域的精准制造

随着应用前景的日益广阔，这项技术有望成为推动相关战略产业升级的关键力量。

(责任编辑：综合)