近日，中国科学院山西煤炭化学研究所张斌研究员与刘星辰研究员团队，联合中国科学院精密测量科学与技术创新研究院王强研究员团队，在氧化铝表面金属落位及其动态演变方面取得新进展。研究团队借助原子层沉积技术（ALD），精准控制了铂（Pt）在氧化铝表面羟基和晶格氧两类位点上的初始锚定，并揭示了锚定位点差异对金属原子原位迁移及稳定性调控的新机制。相关成果以“Anchoring-Directed Structural Evolution of Pt Atoms on Alumina”为题，于国际高水平期刊《ACS Catalysis》发表。

氧化铝载体虽廉价稳定，但其表面羟基/配位结构复杂且极易吸湿。传统制备还会引发表面重构、引入外源氧，导致金属锚定位点难以精准识别，进而无法明确金属落位对其反应条件下动态演变的影响。

针对上述问题，研究团队依托自主建设的 ALD-手套箱实验系统，通过水热合成和进一步温和脱水处理，分别构建了羟基富集型和晶格氧暴露型两种氧化铝载体，实现了Pt 锚定位点的精准调控。研究表明，表面羟基与晶格氧是 Pt 原子沉积过程中的两类真实锚定位点。在富羟基表面，Pt 前驱体脱除甲基生成甲烷，沉积过程不改变铝配位结构；在晶格氧暴露表面，晶格氧可氧化 Pt 前驱体的甲基配体，生成二氧化碳和水，同时伴随六配位铝向低配位铝的转变。

研究进一步发现，锚定位点的差异直接决定了 Pt 在加氢反应中的结构演变路径与催化性能。羟基锚定的 Pt 纳米颗粒结构稳定，而晶格氧锚定的 Pt 原子发生重构和铺展形成更多Pt-O键和高活性位点，使芳香烃加氢反应速率提升 1-3 倍。

该项工作建立了 “初始锚定构型-反应动态结构演化-催化性能” 的直接关联，解决了氧化铝表面金属锚定位点的长期争议，丰富了金属-载体作用的动态内涵，为理性设计具有可调控动态行为的负载型催化剂提供了分子层面的理论支撑与实验范式。