西安交通大學(xué)常春然教授和陜西師范大學(xué)劉忠文教授團(tuán)隊(duì)針對(duì)開(kāi)發(fā)高活性、高表面密度和高穩(wěn)定性的新型催化劑多相受阻路易斯酸堿對(duì)（FLP）難題，揭示出天然FLP具有替代貴金屬催化劑的巨大潛力，近日該研究成果發(fā)表在《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》上。
研究從數(shù)據(jù)庫(kù)常見(jiàn)的晶體結(jié)構(gòu)出發(fā)，系統(tǒng)分析了14種常見(jiàn)二元化合物，通過(guò)酸堿位點(diǎn)配位數(shù)及關(guān)鍵距離比等參數(shù)，發(fā)現(xiàn)纖鋅礦結(jié)構(gòu)晶體（如GaN、ZnO、AlP）的(100)和(110)表面存在天然的FLP位點(diǎn)。表面所有陽(yáng)離子和陰離子均可充當(dāng)路易斯酸和路易斯堿位點(diǎn)，形成高密度的表面FLP活性位，是目前文獻(xiàn)報(bào)道值的近三倍。更重要的是，第一性原理分子動(dòng)力學(xué)模擬表明，這些天然FLP即使在高溫和反應(yīng)性氣氛下也能保持穩(wěn)定，這對(duì)于實(shí)際應(yīng)用至關(guān)重要。
研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步對(duì)纖鋅礦表面的天然FLP位點(diǎn)的催化性能進(jìn)行了深入研究，發(fā)現(xiàn)天然FLP在活化H2、CH4和NH3等小分子方面表現(xiàn)出與Pt相當(dāng)甚至更好的催化性能，這意味著天然FLP具有替代貴金屬催化劑的巨大潛力。纖鋅礦晶體表面FLP的優(yōu)異催化性能源于其獨(dú)特的電子結(jié)構(gòu)。這項(xiàng)工作不僅提供了一種在常見(jiàn)固體材料上獲得高密度、高穩(wěn)定FLP的簡(jiǎn)易且高效方法，更重要的是它揭示了自然界中就存在著高效的FLP催化材料，為多相催化劑的研制開(kāi)辟了新思路。
