近日，大化所碳资源小分子与氢能利用创新特区研究组（DNL19T3）孙剑、俞佳枫副研究员团队利用火焰喷射法（Flame Spray Pyrolysis , FSP）的高温淬火过程，将金属氧化物中的晶格氧锁定在亚稳态，从而大幅增强了晶格氧的活性，使CO氧化反应速率比传统催化剂的反应提高了10倍。相关研究成果已在线发表于《化学科学》（Chemical Science）。
由氧化物中晶格氧参与的氧化还原循环广泛存在于催化氧化反应中。其中，晶格氧的释放速率是反应的速控步骤，因此，增强晶格氧的活性，从而加速氧化还原循环，是促进催化氧化反应的重要手段。该团队巧妙地利用高温淬火的方法，在保证氧化物晶体稳定形成的同时，削弱了氧化物中金属—氧之间的相互作用，使晶格氧处于过饱和的亚稳定状态。新鲜制备的Ce-Zr固溶体氧化物中未发现氧空位，亚稳态的晶格氧可稳定存在，而在相对温和的条件下（如低温还原、真空处理、担载金属等）即可释放出大量活泼氧，为CO催化氧化反应提供更多的活性位。研究发现，与共沉淀法制备的Ce-Zr氧化物相比，采用FSP方法制备的氧化物所能提供的氧空位数量增加了19倍。该研究成果为新型氧化物催化材料的设计和应用提供了新思路。
