贵金属催化剂广泛应用于机动车尾气治理、燃料电池、氢气纯化等关键过程，其活性金属与载体之间的界面结构往往决定了反应效率与稳定性。传统浸渍法（Impregnation）难以构筑稳定且丰富的活性界面位点，导致低温活性有限且易发生中毒失活。如何在原子尺度上构筑"活性高、寿命长、抗毒性好"的金属-载体界面，是多相催化长期以来的核心挑战之一。针对这一难题，四川大学化学工程学院唐文翔教师团队联合美国康涅狄格大学GaoPu-Xian教授等团队，提出了一种普适性的阳光驱动光化学还原沉积（Photochemical Reduction, PR）策略，即在金红石TiO₂纳米颗粒表面外延生长出亚纳米级PtO_x物种，形成富含Pt⁴⁺-O-Ti³⁺活性位的外延界面（图1）。

图1.商业金红石TiO₂纳米粉末上光化学还原（PR）沉积Pt催化剂的合成路线和结构分析

在CO催化氧化反应中（如图2所示），最佳样品在约83 °C即可实现90%的CO转化，比同负载量的浸渍法催化剂低77 °C，性能优于文献报道的大多数Pt基催化剂。此外，阳光驱动PR沉积策略具有显著的普适性。团队将其成功拓展到Pd、Ru、Rh等其他贵金属以及SrTiO₃、CaTiO₃、MgTiO₃、SnO₂、Ga₂O₃等多种光响应性氧化物/钙钛矿载体。该工作不仅揭示了此前被长期忽视的"合成过程中环境光照"对负载型催化剂界面结构的关键影响，更为设计高活性、长寿命、抗毒性的负载型贵金属催化剂开辟了一条全新且可放大的合成策略。

图2 CO催化氧化性能图

研究成果近日以"Engineering and activating adaptive Pt/TiO₂interfacial perimeters for efficient and robust CO oxidation"为题发表于Nature Communications期刊。四川大学为第一完成单位，博士生张驰为论文第一作者，唐文翔教师与康涅狄格大学Pu-Xian Gao教授为论文共同通讯作者。合作单位包括中科院大连化学物理研究所、复旦大学、中科院过程工程研究所。研究得到了四川省国际科技创新合作项目（2025YFHZ0224）、四川大学青年教师创新能力提升项目（2024SCUQJTX018）、国家自然科学基金（22072096）、中国科学院战略性先导科技专项（XDB1530000）等项目的支持。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-026-72622-2

张驰、唐文翔、撰稿

吴振国、谢锐 审核

高敏 编辑

2026年6月22日