快科技12月22日消息，浙江大學發文稱，該校研發團隊在國際頂級期刊《科學》上提出一種新的催化劑設計策略，有望應用于發展更多耐久型催化劑。

據了解，90%以上的化學工業過程中都依賴于催化劑的參與，催化劑在整個反應過程中并不是靜止不變的，實際上催化劑表面的金屬原子、團簇、顆粒等經歷著復雜的動態結構演化，例如，擴散、遷移、團聚等。

一個直接的證據是，許多負載型的納米金屬催化劑在使用一段時間后就會出現燒結現象：原本均勻的納米金屬粒子里會出現“個頭”特別大的顆粒。

金屬顆粒從小到大的轉化過程多遵循“遷移團聚”和“奧斯特瓦爾德熟化”機理。

多年來，“奧斯瓦爾德熟化”效應像是一道無法破除的“詛咒”，造成催化劑性能不可逆的損傷。燒結后的催化劑的活性位點數量銳減，致其催化性能“斷崖式下跌”。

在弱相互作用載體表面設計相對強作用位點，捕獲反應氣氛誘導的金屬顆粒奧斯特瓦爾德熟化（Ostwald Ripening）中間體，以形成新的成核中心并逆轉傳統金屬顆粒的燒結過程。

浙大研究團隊通過控制傳統燒結過程中金屬物種的動態結構演化路徑來設計“不會長大”甚至“變小”的納米金屬顆粒。

實驗結果則表明：這些“大塊頭”顆粒在200°C的甲醇蒸汽中慢慢變小，從5.6納米縮小到2.4納米左右。“

研究顯示，即使在經過長時間反應，新型催化劑仍然保持高效的性能。

該團隊表示：“我們不但實現了逆轉熟化的目標，還做到了催化劑生命周期的顯著提升。”

在他們看來，這種新型的設計策略具有一定的普適性，研究團隊下一步將探索更多耐久型催化劑的設計與制備。