2018年10月18日晚7点，中国科学院大学科学前沿进展名家系列讲座III第164讲在玉泉路校区阶一4教室如期举行。本次讲座的主讲人是中科院化学所研究员、博士生导师、分析测试中心主任何圣贵老师，何老师为同学们带来了一场有关团簇催化的精彩讲座。
讲座一开始，何老师首先介绍了团簇(Cluster)，它是由几个乃至上千个原子、分子或离子通过物理或化学结合力组成的相对稳定的微观或亚微观聚集体，是各种物质由原子分子向大块物质转变的过渡状态。团簇广泛存在，在大气气溶胶成核过程中，团簇起到了极为重要的作用。同时，汽车尾气净化装置、光合作用水裂解中心、生物固氮酶中心等也涉及到了团簇。
何老师先介绍了团簇催化研究中的一些重要事件，而显微仪器的发明与理论的发展推动了团簇的研究。1987年，日本科学家Haruta发现了负载在过渡金属氧化物上的金催化剂，打破了金没有催化活性的传统观念，而且近年来有关纳米金的研究逐渐变得热门；在1999年有关表面负载团簇催化的论文中，科学家首次实现了原子数目可控。
团簇在热催化和电催化中应用广泛，但原子数目可控的表面负载团簇催化的大量制备比较困难，而基于微电极的电化学传感有望直接应用。何老师介绍道，有关团簇的结构解析工作迅速发展，高分辨电镜在这一过程起到了重要作用。
接下来，何老师首先介绍了表面单原子催化的工作及其过程中结构的不确定性。2011年，中科院大化所张涛院士、清华大学李隽教授和亚利桑那大学刘景月教授首次报道了单原子催化剂的制备与性能，并提出了“单原子催化”的概念，现已成为催化领域的前沿。
之后，何老师介绍了自己的研究工作——团簇单原子催化，即气相团簇结合单个活性原子进行催化。而科学家可以通过光谱特征和理论模拟来确定结果实验和理论都是针对原子数目确定的体系。针对团簇单原子催化的研究仪器，何老师介绍了各种质谱仪，以及自己研制高分辨率质谱仪、离子阱和光电子速度成像系统的过程，和进行实验中团簇的制备、纯化、反应和检测的整个过程。何老师的研究团队发明或发展了团簇质谱实验技术、团簇光谱实验技术、团簇结构计算方法个、团簇反应机理理论等等，也应用了这些技术来实现CO氧化和CH4部分氧化。
最后，何老师借团簇研究阐述启示：首先，要有推动催化科学前沿的驱动力；其次，重视实验技术的融合；最后，重视实验和理论的融合。何老师也表达了他对团簇研究的展望：新空间团簇催化、各类团簇的宏量高效合成技术以及时间分辨实验技术的发展和应用等等。
讲座即将结束，同学们积极提问，而何老师也认真回答了同学们的问题。本次科学讲座结束，同学们爆发出热烈的掌声。（文/姜小平 图/赵然 作者系国科大记者团成员）
何老师为同学们做精彩报告
延伸阅读：
“科学前沿进展名家系列讲座”创办于2014年9月，是中国科学院大学为本科生开设的必修课程，同时欢迎研究生与教职工参加，由中国科学院大学本科部主办，讲座召集人为徐涛院士。该课程按照数学、物理、化学等13个专业，邀请相关科学领域的院士等知名专家开展专题讲座。通过讲述科学故事、介绍相关学科方向的科学前沿进展，让学生在本科阶段了解不同学科的科研方向与主要进展，拓宽学生的学术视野，为他们最终选择学科专业与专业方向提供丰富的判断依据。
