近日，我校新能源材料与低碳技术研究院罗俊课题组、丁轶课题组和云南大学胡广志研究员合作，采用高时空分辨率的原位透射电子显微镜对纳米多孔金催化甲烷热解的动态过程进行了详细的观察。研究表明，随着反应的进行，纳米多孔金表面结构发生显著的变化并释放出金单原子，进而出现单原子动态聚合、纳米粒子形成与分解等剧烈的动力学过程。结合DFT计算，阐明了金单原子与纳米多孔金的动态共催化效应。

据了解，多相催化是能源、资源和环境领域的关键过程。作为两种重要的多相催化剂，纳米催化剂和单原子催化剂均拥有优异的性能，通常认为它们的催化过程和作用机理彼此不同。有理论研究表明，纳米颗粒和单原子可能存在共催化作用，但此前一直缺乏直接的实验证据。

该研究成果近日以“Dynamic co-catalysis of Au single atoms and nanoporous Au for methane pyrolysis”为题发表在Nature Communications 2020，11，1919上，全文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-020-15806-8。研究院讲师习卫、申勇立以及硕士生王凯为论文共同第一作者，罗俊教授、丁轶教授和胡广志研究员为论文共同通讯作者，天津理工大学为论文第一完成单位。该论文得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、天津市教委和科技局的支持。