来源：北京大学化工学院
研究团队聚焦困扰催化领域多年的"活性-稳定性权衡"难题，针对用于甲醇-水重整（MSR）制氢的高活性Pt/α-MoC体系存在的致命缺陷展开攻关。传统铂/立方相碳化钼催化剂虽在低温条件下展现卓越制氢效率和超高催化活性，但活性载体遇水氧化导致结构退化的问题始终无解——这直接造成现有催化剂平均寿命不足200小时。
"我们首次实现了对催化剂活性位点的分子级精准防护。"论文通讯作者马丁教授解释了这项研究的创新策略，"就像给精密仪器加装防护罩，用稀土氧化物纳米层覆盖活性载体表面的冗余活性位，既阻止氧化侵蚀，又保持界面催化位点的超高活性状态。"
研究团队创造性地在Pt/γ-Mo₂N催化剂表面构筑镧系氧化物纳米覆盖层，形成三重防护机制：1. 物理屏障：薄至单原子厚的惰性La₂O₃层隔绝水分子与高活性载体直接接触2. 结构调控：稀土保护层阻止Pt物种的迁移和聚集3. 位点锁定：选择性覆盖非必要表面位点，保留关键催化活性界面
这种"精准防护"理念带来惊人效果：在240°C反应条件下，新型Pt/La-Mo₂N催化剂的衰减速率较传统催化剂降低两个数量级，持续运行42天后仍保持98%以上初始活性。其1500万的催化转化数更是刷新该领域世界纪录，相当于单个Pt原子在运行周期内可以制备超过1500万个氢气分子，为长期稳定制氢提供技术保障。研究证实钇(Y)、镨(Pr)、钬(Ho)等稀土元素，甚至锶(Sr)等非稀土元素均可构建类似防护层。这种"元素工具箱"特性为定制化催化剂开发提供了无限可能。为未来兼具“高活性、高选择性和高稳定性”的高性能界面催化剂的设计提供了全新思路。