英文原题：Extending the mean-field microkinetics for an accurate and efficient modeling of complex heterogeneous catalyst surfaces
通讯作者：徐昕 教授
作者：王雅清、申同昊、杨宇琦
基于量子力学能量学推导的平均场微动力学模型被广泛用于预测催化反应速率。然而，这类模型通常将不同晶面视为相互独立，忽略了表面拥挤以及中间体在不同类型位点之间的扩散——这些效应对纳米颗粒而言至关重要，但用随机模拟方法计算成本极高。本文展示了一种扩展的平均场框架，通过表面扩散将多种位点类型耦合起来，同时考虑表面拥挤，从而将整个催化剂纳米颗粒作为一个相互作用的体系处理。以铂催化的水煤气变换反应在单晶表面、纳米颗粒以及铂钌合金上的反应为基准，该框架能够复现动力学蒙特卡洛方法给出的反应速率、优势活性位点、反应路径和活化能，而计算成本与传统平均场模型相当。研究结果还挑战了一个常见假设：即认为足够大的颗粒（甚至接近100微米尺度）可以视为独立单晶面的简单集合。该框架为高效微动力学模拟以及工况条件下的高通量催化剂筛选提供了可能。
论文原文：
Nat. Commun. 17, 4426 (2026)
https://doi.org/10.1038/s41467-026-70896-0
