刘洪阳/马丁团队Nature Catalysis: 可再生Ir1Cu1原子对高效催化烷烃脱氢

本文介绍了中国科学院金属研究所刘洪阳研究员团队与北京大学马丁教授等合作，在富缺陷石墨烯表面精准构建Ir1Cu1双原子催化剂，实现了丁烷低温高效制丁烯。研究通过气氛诱导Ir1Cu1双原子催化剂在“反应气-氧气”切换下发生“团聚-再分散”的可逆结构演变，解决了原子级分散金属催化剂在高温反应中易团聚、易失活的技术瓶颈。实验结果显示，Ir1Cu1原子对在450 ℃下本征活性达到2.45 s-1，是Ir单原子的6.3倍，C4烯烃选择性高达98%。理论计算表明，邻位Cu原子的引入使Ir原子呈现富电子特性，显著降低了C-H键活化的能垒。此外，催化剂在多次氧化再生处理后性能完全恢复，展现了优异的可再生能力。