中国科研团队借AI力量,攻克多相催化领域半世纪难题!

   发布时间:2024-12-11 12:59 作者:钟景轩

中国科学技术大学的李微雪教授团队近期在多相催化科学领域取得了一项引人瞩目的成就,其研究成果已在国际权威期刊《科学》上发表。这一突破性的发现,聚焦于负载型金属催化剂中的“金属-载体相互作用”机制,为长达半个世纪的难题提供了全新的解答。

据悉,自2017年起,李微雪及其团队投入了大量精力,历经八年时间,精心收集了涉及25种金属与27种氧化物的详实实验数据。在此基础上,他们巧妙地运用了可解释性人工智能技术,构建了一个庞大的候选空间,该空间包含了惊人的300亿个表达式。这一创新性方法,为深入研究金属-载体相互作用奠定了坚实的基础。

借助这一强大的工具,研究团队成功建立了金属-载体相互作用的数学模型。该模型不仅能够“复原”缺失的实验数据,还能够量化金属-氧和金属-金属之间的相互作用,进而精准地解耦出对金属-载体相互作用(MSI)产生贡献的关键因素。这一过程中,他们首次揭示了两个至关重要的物理量——“金属-氧相互作用”与“金属-金属相互作用”,它们共同影响着金属-载体相互作用的本质。

李微雪团队的这一发现,为科学界理解金属-载体相互作用提供了全新的视角。他们提出的“强金属-金属作用”原理性判据,有效地解释了当前在这类体系中观测到的几乎所有包覆现象。这一理论成果不仅具有深远的学术价值,更对高效负载型催化剂的理性设计具有重要的指导意义。

该研究成果得到了中国科学院院士、清华大学教授李亚栋的高度评价。李亚栋教授认为,这一成果在催化剂的设计与优化领域具有极高的应用价值,有望推动相关领域的技术进步和创新。

已有多个实验课题组基于李微雪团队的理论成果,成功合成了新的催化材料体系。这些新型催化材料在催化反应中表现出优异的性能,进一步验证了该理论的正确性和实用性。目前,后续新催化反应的研究工作正在紧锣密鼓地推进中,有望在未来取得更多突破性进展。

通过分子动力学的深入分析,研究团队进一步揭示了氧化物包裹金属催化剂的微观机制。他们发现,金属-金属相互作用在决定包覆界面结构与动力学方面起着决定性作用。这一发现不仅深化了我们对金属-载体相互作用的理解,也为未来催化剂的设计与优化提供了新的思路和方法。

 
 
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