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    5月28日，美國《科學》雜志以研究報告（Report）的形式發表了中國科學院大連化學物理研究所催化基礎國家重點實驗室納米與界面催化研究組傅強、馬丁和包信和，與理論催化研究組李微雪等研究人員合作完成的最新研究成果。他們在國家自然科學基金委員會、中國科學院、“973”計劃等的長期資助下，經過8年多的艱苦努力，在貴金屬鉑表面創造性地構建了具有配位不飽和的亞鐵納米結構，成功地實現了室溫條件下分子氧的高效活化，并用于催化一氧化碳的低溫脫除和甲醇的選擇氧化等反應，取得了重要突破。

　　作為自然界中普遍存在的重要過程，催化作用幾乎遍及化學反應的整個領域，并因此成為現代化學工業的基石。高效催化劑的使用以及新型催化劑的出現，都會促進相關技術、工業過程的革新，甚至改變化學工業的面貌。

　　當前，隨著一次能源的不斷消耗和可能面臨的枯竭，以及環境問題的日益突出，資源的優化利用和社會的可持續發展成為許多國家面臨的一大挑戰。因此，與能源、環境密切相關的化學工業正在面臨著一場重大的革新，作為主導和關鍵技術的催化技術也正在經歷著一場重大的科學和技術的創新。催化科學和技術的發展將更加強調對催化劑進行定向設計和合成，實現溫和條件下目標產物100%的選擇性，這也一直是催化研究的夢想。

　　向大自然學習設計與制備高效催化劑

　　在催化研究領域，選擇氧化是化工過程中一類非常重要的催化過程。在采用空氣中的氧氣做氧化劑時，往往需要較高的反應溫度，才能使穩定的分子氧在催化劑作用下解離成具有高活性的原子氧。但是，高的反應活化溫度，不僅導致工業化過程的成本過高，同時也會降低催化反應的選擇性，降低資源的利用效率。因此，設計和調控催化劑以實現在溫和條件下分子氧的高效活化，并選擇性地催化氧化特定的反應物，是對催化基礎理論和催化劑創制的一大挑戰。

　　如何突破傳統催化劑研究中的經驗式方法，實現定向設計和合成新型高效催化劑呢？他們的靈感來自于自然。

　　甲烷是一種非常穩定的小分子，具有很高的C-H鍵能，工業過程中實現催化選擇氧化甲烷制甲醇需要高溫、高壓等苛刻的條件。而自然界中存在一種甲烷單加氧酶（MMO），可以在常溫常壓條件下利用分子氧高選擇性地氧化甲烷到甲醇。在甲烷單加氧酶中活化分子氧的活性位點為一種雙核鐵結構，通過一個橋氧連接，形成Fe-O-Fe狀態。另外，我們知道，人體內氧氣的輸送是依靠血紅蛋白。血紅蛋白可以運送氧氣的關鍵就在于含有受平面卟啉環束縛的二價鐵離子（Fe2+），這種含鐵的結構單元可以很容易地通過Fe2+和Fe3+的價態轉換來實現氧氣的運輸和釋放。可以看到，在這些酶催化體系中配位不飽和的金屬原子例如Fe是實現溫和條件下活化分子氧的關鍵所在。在負載型多相催化體系中，實現可控制備具有類似酶結構特征的高效、穩定的活性中心，對多相催化的發展具有十分重要的意義。

　　那么，如何實現將鐵作為選擇性氧化的活性中心呢？