近日，韓國KAIST生命化學工學院李賢周（音譯）教授與浦項工科大學韓政宇（音譯）教授通過共同研究，開發出可用于汽車尾氣凈化的、分散度100%的銠集合體催化劑。此次研究得到了韓國研究財團先導研究中心汽車超低排放業務團的大力支持。
與汽車尾氣凈化現有的柴油氧化催化劑相比，新開發的催化劑在50度的低溫條件下也可實現100%的轉化。與現有的單原子催化劑、納米粒子催化劑不同，集合體催化采用了金屬集合體位點?(ensemble?site)?的理念，有望廣泛應用于各種領域。
此次研究成果已經刊載于化學領域的國際權威雜志《Journal?of?the?American?
Chemical?Society》（JACS，美國化學學會雜志），論文名稱《Fully?Dispersed?Rh?
Ensemble Catalyst?to?Enhance?Low-Temperature?Activity》（提高低溫活性的全分散性銠集合體催化劑）
在各種不均勻系催化劑中，貴金屬催化劑的活性較高，得到了廣泛應用。不過，貴金屬稀缺，而且最大化提升使用效率也是極為重要的。單粒子催化劑可以參與所有金屬原子的催化劑反應，應用廣泛，但由于金屬原子獨立存在，在集合體位點的催化劑反應中不能發揮自身的作用。
另一方面，丙烯和丙烷等烴類物質是汽車尾氣的典型污染物，必須通過催化劑氧化反應轉化成二氧化碳和水后排出。必須破壞碳碳和碳氫鍵后，烴類物質才能發生氧化反應，因此，為了進行催化劑反應，必須確保金屬集合體位點。
單原子催化劑沒有脆化烴類氧化反應的性能，納米粒子催化劑的金屬分散度低，因而低溫脆化性能下降。為了解決這些問題，研究小組開發出分散度為100%的銠集合體催化劑，并用于汽車尾氣凈化反應。由于分散度高，所有金屬原子可以覆蓋于表面，并參與反應。盡管單原子催化劑也具有相同的特性，但集合體催化劑還存在兩個原子以上的集合體位點，因此，在一氧化碳、一氧化氮、丙烯和丙烷等污染物的氧化反應中都呈現出優秀的低溫脆化性能。
值得一提的是，相比商用的柴油氧化催化劑(DOC，diesel?oxidation?catalysts)，銠集合體催化劑的活性和耐用性更高，有望提升汽車尾氣的凈化能力。
李賢周教授表示，此次開發的催化劑與現有的單原子催化劑和納米粒子催化劑不同，采用了全新的金屬催化劑理念，具有相當的學術價值，在汽車尾氣凈化催化劑領域的潛力巨大。
