▲第一作者：陸飛，伊??；通訊作者：王熙教授、姚建年院士
論文DOI：10.1002/anie.202008117根據(jù)姚建年院士與王熙教授提出的原子暈效應(yīng)（Atom-Realm Effect）理論新認(rèn)知，團(tuán)隊(duì)通過(guò)針對(duì)電荷催化的精準(zhǔn)調(diào)控進(jìn)行了探索，同時(shí)也通過(guò)針對(duì)模型催化劑的電荷層次的精準(zhǔn)調(diào)控研究進(jìn)而完善電荷催化的這一新催化路徑。鑒于此，團(tuán)隊(duì)在構(gòu)建具備豐富鈦空位的單層二氧化鈦納米片的基礎(chǔ)上，通過(guò)靜電吸附-錨定的策略實(shí)現(xiàn)了鉑在陽(yáng)離子缺陷二氧化鈦納米片（Ti1-xO2）上的原子級(jí)嵌入分散（Pt1O1/Ti1-xO2），憑借PtO4原子暈內(nèi)部的電荷轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)了高活性且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的Pt-OPt雙催化位點(diǎn)的一類新型電荷催化劑。催化活性位點(diǎn)的概念由Taylor于1925年提出，迄今為止，對(duì)于活性位的深層次識(shí)別與調(diào)控一直是精準(zhǔn)催化調(diào)控的重中之重。厘清催化位點(diǎn)的本征特性及其作用機(jī)制一直是深入理解催化反應(yīng)及構(gòu)建新反應(yīng)體系的必由之路?；趯?duì)催化劑固有特性的識(shí)別（晶格，電荷，軌道，自旋），通過(guò)對(duì)活性位電子結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)調(diào)控，是實(shí)現(xiàn)高效催化的一條重要的途徑。在對(duì)原子暈效應(yīng)的充分理解上，針對(duì)活性位的電荷層次的電子結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)控，實(shí)現(xiàn)了雙催化位點(diǎn)的精準(zhǔn)構(gòu)造。在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了高效且穩(wěn)定的析氫性能。▲圖2.雙位點(diǎn)催化劑的精細(xì)結(jié)構(gòu)表征(AFM，實(shí)驗(yàn)及理論模擬STEM，實(shí)驗(yàn)及理論模擬XAFS譜).
▲圖3。HER催化性能及穩(wěn)定性；原位XAFS及原位紅外譜；理論計(jì)算示意圖
催化劑的精準(zhǔn)調(diào)控，尤其是構(gòu)建原子暈催化劑以將其拓展至電荷催化劑（charge catalysts）、軌道催化劑（orbital catalysts）以及自旋催化劑（spin catalysts），將是實(shí)現(xiàn)高效催化的有效途徑。在此基礎(chǔ)上，電荷催化（charge catalysis）、軌道催化（orbital catalysis）以及自旋催化（spin catalysis）的更深層次的催化機(jī)制將得到進(jìn)一步的明晰，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)催化。現(xiàn)為北京交通大學(xué)教授、博導(dǎo)，兼任化學(xué)與精細(xì)化工廣東省實(shí)驗(yàn)室副主任。2004年7月本科畢業(yè)于內(nèi)蒙古大學(xué)材料化學(xué)專業(yè)；2007年7月碩士畢業(yè)于中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所化學(xué)工程專業(yè)；2010年博士畢業(yè)于中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所物理化學(xué)專業(yè)。2010年10月至至2015年9月，在日本國(guó)立物質(zhì)材料所作JSPS博士后，后任ICYS研究員。王熙教授以能源催化為研究主線，從活性位解析出發(fā)，通過(guò)對(duì)催化模型的薛定諤方程求解，形成了指導(dǎo)活性位精準(zhǔn)調(diào)控的“原子暈效應(yīng)”理論新認(rèn)知，將對(duì)“活性位”的認(rèn)知從幾何結(jié)構(gòu)層次推進(jìn)到電子結(jié)構(gòu)層次，并將其應(yīng)用于能源催化。實(shí)現(xiàn)了硅碳鋰電負(fù)極50噸/年規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)，合作1500噸/年的重整催化劑工業(yè)級(jí)試生產(chǎn)。發(fā)表了Chem. Soc. Rev.、Angew. Chem.、Adv. Mater.、Joule等SCI論文120篇；論文被引用8500余次、H因子51. 應(yīng)邀擔(dān)任iScience（Cell子刊）編委和《纖維素科學(xué)與技術(shù)》副主編，南方光源指導(dǎo)委員會(huì)委員等。憑借原子暈效應(yīng)（Atom-Realm Effect，AR）的提出，王熙教授入選“中國(guó)青年化學(xué)家元素周期表”青年化學(xué)家，代言“氬 Ar”元素。課題組主頁(yè)：www.atomrealm.com
