西安交通大學蘇亞瓊教授作客第622期化苑講壇

報告題目：單原子催化劑的理論設計、發(fā)展和應用

報告人：蘇亞瓊 教授

報告時間：2023年4月4日下午14:00

報告地點：韻苑28棟F208會議室

報告人簡介：蘇亞瓊，碩士畢業(yè)于廈門大學，博士畢業(yè)于荷蘭埃因霍溫理工大學，現(xiàn)為西安交通大學化學學院研究員，博士生導師。主要研究方向為多相催化理論模擬、表面電化學、儲能材料優(yōu)化設計。近五年，課題組以第一作者/通訊作者（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.等國際學術期刊發(fā)表文章50余篇。擔任Journal of Supercritical Fluids等國際學術期刊編委、Chinese Chemical Letters、eScience等學術期刊青年編委、科技部“重大專項”會評和驗收專家。Nature Catalysis、Nature Sustainability、Advanced Materials等40余種國際學術期刊審稿人。

報告摘要：

主要從密度泛函理論計算角度介紹了二氧化鈰為載體的金屬單原子催化劑的合理設計、理論發(fā)展以及其在尾氣處理、水氣變換等方面的應用。報告中，提出了單原子活性位點的原子重排，以及局域結構的合理構建思路。且首次（2017年）證明單原子催化劑的反應局限性。并為此進一步創(chuàng)造性的提出雙原子摻雜催化模型，很好的解釋了實驗上觀測到的鈀-氧化鈰固溶體甲烷氧化的高活性。我們進一步探究了真實反應氣氛下負載金屬納米顆粒的穩(wěn)定性，并發(fā)展了一套理論評估研究方法。同時，基于系統(tǒng)的機器學習分析，提出了一套精確的預測單原子催化劑穩(wěn)定性的方法，首次發(fā)現(xiàn)了單原子擴散能壘和結合能之間存在著一個非常簡單普適的數(shù)學關系。通過該方法，我們可以很簡單的篩選出高穩(wěn)定的單原子催化劑，為實驗上合成高穩(wěn)定性單原子催化劑提供一定的指導作用。此外，我們也深入探究和發(fā)展了電催化反應體系的恒電位模擬方法，揭示外加電勢對單原子催化位點穩(wěn)定性的影響和調控。