科学家设计了一种由二氧化钛表面上超低浓度的铂（小于十亿分之一米的单原子和团簇）组成的催化剂，并证明其如何显着提高断开特定碳—氧键的速率，将植物衍生物（糠醇）转化为潜在的生物燃料（2-甲基呋喃），可应用于设计稳定、活性和选择性的催化剂。该催化剂基于负载在金属氧化物上的多种金属，以生物质为原料生产工业化学品和燃料。研究成果发表在《自然·催化》上。
美国能源部布鲁克海文国家实验室的功能纳米材料中心界面科学和催化小组的研究人员Anibal Boscoboinik说：“由于可能发生许多副反应，为使分子产生特定的产物，必须沿着某种途径进行反应。要将糠醇转化为生物燃料，必须破坏与分子环状部分相连的侧基上的碳原子和氧原子之间的键，同时在环中不产生任何副反应。通常，破坏该键的金属催化剂也会同时激活与环有关的反应，但是本研究设计的催化剂仅破坏侧基的碳-氧键。”
在这项研究中，科学家假设在适度还原的金属氧化物表面上添加贵金属会促进加氢脱氧。从氧化物表面去除氧会形成一个固定位点，分子可以固定在该位点上，从而可以断开和形成必要的键。以前在催化和半导体领域的研究也说明了杂质对表面的影响程度。
为了验证假设，选择了铂作为贵金属，二氧化钛为金属氧化物。理论计算和建模表明，将单个铂原子引入二氧化钛表面时，氧空位的形成在能量上更有利。
在特拉华大学合成铂-二氧化钛催化剂后，使用布鲁克海文和阿贡国家实验室设施进行各种结构和化学表征研究。在功能纳米材料中心电子显微镜设施上，使用扫描透射电子显微镜对催化剂进行高分辨率成像。在布鲁克海文的国家同步辐射光源II中，使用原位和Operando软X射线光谱光束线以及快速X射线吸收和散射光束线来追踪铂金化学（氧化）状态。在阿贡先进光子源上进行补充X射线光谱研究，确定催化剂中原子之间的距离。
