来源：云南政协报  记者：高月英

近日，《云南省人民政府关于2020年度科学技术奖励的决定》发布，揭晓获2020年度省科学技术奖的项目和个人。其中，在自然科学奖中，由昆明理工大-(首页)mg4377所有线路长、省部共建复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室主任王华带领团队研究的“铈基稀土储氧催化材料的构建与性能调控”项目成果获特等奖。

“20年来，我们致力于开发高性能稀土储氧材料，针对稀土储氧材料储氧量、稳定性和催化性能难以兼顾的科学难题，团队在国际上率先提出了自催化氧载体的概念，实现了储氧——催化功能的有机耦合，首次发现了不同稀土氧化物间的界面氧通道效应，阐明了通过氧化物强相互作用调控材料储/释氧性能的作用机制，丰富了储氧材料设计理论与方法。”王华介绍。

据悉，我国是稀土生产大国，由于中重轻稀土元素在矿物中具有伴生特性，中重稀土元素供不应求的同时带来轻稀土元素严重挤压，造成资源浪费。该项目国际上率先提出了自催化氧载体的概念，耦合强化反应物活化和氧迁移速率，并探明了氧载体中晶格氧的迁移规律。揭示了界面在铈镧稀土材料储氧性能调控中的作用机制，提出了界面强相互作用提升储氧材料活性和高温稳定性的新方法。揭示了界面在铈镧稀土材料储氧性能调控中的作用机制，提出了界面强相互作用提升储氧材料活性和高温稳定性的新方法。

王华介绍，镧、铈等轻稀土氧化物及复合氧化物具有优异的储氧性能，已被广泛应用于汽车尾气催化净化和化学链技术。尽管国际学术界对稀土储氧材料进行了大量研究，但在材料设计、性能调控和反应机理方面还存在许多难题。首先是材料设计理念没有突破，大多限制于掺杂和负载等方法。同时，储氧—催化功能无法实现有机耦合，储氧材料参与催化反应的机理认识不清。此外，储氧量与稳定性无法兼备，传统储氧材料无法满足化学链技术高温运行的要求。

针对储氧材料存在的问题，王华团队另辟蹊径。其中，自诱导界面提升氧迁移率与活化能力；界面氧通道提升储氧量和氧化还原稳定性；界面缺陷提升热稳定性和选择性。通过界面调控，满足了高温储氧材料兼顾储氧量与稳定性、耦合储氧与催化功能、调控氧迁移与选择性的设计要求。

掺杂变价金属离子形成固溶液是大幅提升稀土储氧材料储氧量的常用方法，然而变价离子掺杂引起的严重晶格畸变和离子价态变化容易削弱其高温热稳定性。和传统的固溶体型储氧材料不同，项目组提出通过异质氧化物界面的相互作用，提升晶格氧迁移速率和材料热稳定性的储氧性能调控新思路，解决了储氧材料活性和稳定性难以协调的难题，阐释了异物氧化物间界面耦合活化位与氧离子通道效应的作用机制，建立界面驱动的复合储氧材料制备新方法。

王华介绍，攻破了系列技术难题，项目构筑了适用于化学链技术的新型高活性氧载体，开发的新型轻稀土储氧材料获国际同行广泛认可，且已产业化应用。通过该类型稀土储氧材料的使用可实现贵金属减量化，催化剂成本降低30%至40%，性能显著提升，可应用于汽车尾气治理、工厂有害气体排放治理等。