原子分散钌单原子与纳米颗粒在CeAlOx载体上的协同效应：光热催化CO2加氢性能的突破性提升

为解决传统催化剂中单原子与纳米颗粒协同机制不明确的问题，研究人员开发了Ru1+NPs/CeAlOx光热催化剂。在200°C光照条件下（3.1 W cm?2），该催化剂实现197.2 mmol gcat?1 h?1的CH4产率（近100%选择性），揭示了Ru单原子（CO2活化）与纳米颗粒（H2解离）的协同机制，为高效氢化催化剂设计提供新范式。

　　

这项研究揭示了钌（Ru）单原子与纳米颗粒在CeAlO_x载体上的完美协作：就像分子尺度的"黄金搭档"，单原子位点专精于捕捉并活化二氧化碳（CO₂），而纳米颗粒则化身"氢分子剪刀"高效解离H₂。在模拟太阳光（200-1100 nm）照射下，这对组合在200°C就能爆发出惊人能量——每小时每克催化剂生成197.2毫摩尔甲烷（CH₄），且几乎不产生副产物。背后的秘密在于CeAlO_x载体上的氧空位和表面酸碱对，它们像"分子胶水"般稳定活性位点，还能帮助生成关键反应中间体。这项突破不仅让温室气体变废为宝，更开创了"单原子-纳米颗粒双功能"催化剂设计新思路。