西安交通大学苏亚琼教授作客第622期化苑讲坛

报告题目：单原子催化剂的理论设计、发展和应用

报告人：苏亚琼 教授

报告时间：2023年4月4日下午14:00

报告地点：韵苑28栋F208会议室

报告人简介：苏亚琼，硕士毕业于厦门大学，博士毕业于荷兰埃因霍温理工大学，现为西安交通大学化学学院研究员，博士生导师。主要研究方向为多相催化理论模拟、表面电化学、储能材料优化设计。近五年，课题组以第一作者/通讯作者（含共同）在Science、PNAS、Nature Comm.、npj Comput. Mater.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、ACS Catal.、Chem. Sci.、Chem. Mater.、ACS Energy Lett.、Adv. Energy Mater.、Environ. Energy Sci.、J. Catal.等国际学术期刊发表文章50余篇。担任Journal of Supercritical Fluids等国际学术期刊编委、Chinese Chemical Letters、eScience等学术期刊青年编委、科技部“重大专项”会评和验收专家。Nature Catalysis、Nature Sustainability、Advanced Materials等40余种国际学术期刊审稿人。

报告摘要：

主要从密度泛函理论计算角度介绍了二氧化铈为载体的金属单原子催化剂的合理设计、理论发展以及其在尾气处理、水气变换等方面的应用。报告中，提出了单原子活性位点的原子重排，以及局域结构的合理构建思路。且首次（2017年）证明单原子催化剂的反应局限性。并为此进一步创造性的提出双原子掺杂催化模型，很好的解释了实验上观测到的钯-氧化铈固溶体甲烷氧化的高活性。我们进一步探究了真实反应气氛下负载金属纳米颗粒的稳定性，并发展了一套理论评估研究方法。同时，基于系统的机器学习分析，提出了一套精确的预测单原子催化剂稳定性的方法，首次发现了单原子扩散能垒和结合能之间存在着一个非常简单普适的数学关系。通过该方法，我们可以很简单的筛选出高稳定的单原子催化剂，为实验上合成高稳定性单原子催化剂提供一定的指导作用。此外，我们也深入探究和发展了电催化反应体系的恒电位模拟方法，揭示外加电势对单原子催化位点稳定性的影响和调控。