在多相催化中，催化剂通常以纳米颗粒的形式存在。根据纳米催化剂的结构准确而快速地预测催化反应活性，构建“结构-活性”关系(structure-reactivity relationship)是理论与实验研究中的重要课题。催化剂的活性主要由能量参数决定，目前理论研究多专注于“结构-能量”关系的预测。得到能量参数后，需经过微动力学模拟求解动力学性质。由于纳米颗粒表面结构复杂，不同位点间存在耦合，建立直接的“结构-活性”关系较为困难。
我们发现，对于VIII族及IB族过渡金属而言，H原子的吸附能对吸附位点不敏感，因而在以加氢/脱氢反应为速率决定步骤的反应体系中，可以简单的利用单吸附位点描述反应动力学性质，直接构建“结构-活性”关系。通过不同位点活性的加和，可以得到催化剂颗粒的整体活性，进而准确高效地预测不同形貌和粒径纳米颗粒的动力学性质。该方案可以大幅提升催化剂理性设计与高通量筛选的效率，有效的拓展第一性原理多相催化研究的应用范围。该工作以“Structure-Reactivity Relationship for Nano-Catalysts in the Hydrogenation /Dehydrogenation Controlled Reaction Systems”为题在《Angewandte Chemie International Edition》上发表。
https://doi.org/10.1002/anie.202109942
