目前，在工业催化领域，负载型合金催化剂因为其丰富的活性位点和独特的电子结构，具有出色的反应性能，并被广泛应用于许多关键化学反应。但由于双金属结构的复杂性，反应条件下合金纳米颗粒与载体的界面演变以及其存在何种强相互作用（SMSI）仍然缺乏深入的原位研究。我们当前对负载型合金催化剂的性能应用已取得显著进展，但对其结构-性能关系的本质理解仍然存在较大差距。

现在，一项突破性发现正在重塑我们对高温催化体系中纳米颗粒演变的认知。通常，由于纳米颗粒的较高的表面能和自由能，在高温环境下，它们通常倾向于通过团聚或烧结形成更大的颗粒。然而，在这项工作中，利用环境透射电子显微镜（ETEM），研究团队首次在TiO₂负载的NiRu合金纳米颗粒上捕捉到了一种惊人的界面重构现象——“撕裂效应”。在重复加氢还原过程中，原本约25 nm的NiRu合金纳米颗粒发生了剧烈的分裂现象，最后重新分散为稳定存在的2-3 nm超小颗粒，且仍然维持着合金结构。重新分散后的NiRu合金催化剂不仅提高了对逆水煤气反应（RWGS）的活性性能，甚至提升了高温长时间反应的稳定性能。

   NiRu合金颗粒在400-500 °C温度范围内发生再分散现象。本项工作首次使用原位 ETEM 表征再分散的详细演变过程，如图三所示：（1）在高温范围（400-500 °C）的氢气氛围下，TiO₂ 上的 NiRu 合金 NPs 不断解体为原子或原子团簇（TEM 难以检测到）；（2）解体的原子或原子团簇在 TiO₂ 载体上迁移并在邻近的位置上重新聚集形成新的更小的合金纳米颗粒。值得注意的是，在此过程中，与大颗粒明显的再分散现象不同，红圈中两个尺寸约为1-2 nm的小纳米颗粒反而非常稳定，既没有出现分解的现象，也没有发生团聚或者迁移的现象。这表明了载体对合金纳米颗粒存在限域作用。

通过结合原位ETEM、EELS、CO-DRIFTS等原位技术，辅以同步辐射XAS等非原位技术的观察，这项工作揭示了这一“撕裂效应”背后的机制——由“内”“外”双重驱动力主导：

“内”——合金纳米颗粒内部发生重构，即在还原过程中合金颗粒中两种金属原子发生了重排，形成了一种亚稳态的纳米颗粒结构。

“外”——还原过程中合金纳米颗粒表面TiO_x覆盖层的生长，即经典“SMSI”现象，其对合金纳米颗粒的反作用力将其进一步撕裂。同时TiO_x上丰富的OH位点锚定了再分散的小合金纳米颗粒，使其具有出色的热稳定性。

 研究发现，重新分散后尺寸更小的合金纳米颗粒由于界面上强相互作用的锚定作用，反而在二氧化碳加氢的反应中表现出更为出色的稳定性，这对开发高效、耐久的工业催化剂具有重要启示。这项工作的发现不仅揭示了金属-载体相互作用的新机制，更为氢化反应领域的合金催化剂结构-性能关系提供了全新的理解。未来，这一“撕裂效应”或将成为设计高性能催化剂的新思路。

‘Tearing Effect’ of Alloy–Support Interaction for Alloy Redispersion in NiRu/TiO₂ Hydrogenation Catalysts

Sibei Zou, Liwei Cao, Xingmo Zhang, Chaoqi Chen, Prof. Mizuki Tada, Prof. Satoshi Muratsugu, Rongying Tian, Haoyue Sun, Prof. Ang Li, Prof. Xiaodong Han, Prof. Xiaozhou Liao, Prof. Jun Huang, Prof. Assaad R. Masri

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202425066