中國科學院長春應用化學研究所電分析國家重點實驗室徐維林課題組圍繞異相催化劑催化活性及穩定性問題展開單分子單納米粒子水平研究，發現了一系列新的催化現象。

　　基于熒光單分子單納米粒子催化研究方法和鉑的雙功能催化作用，克服了熒光單分子方法難以觸及電催化領域的局限，首次成功地在單粒子層面揭示了鉑納米粒子在電催化氫氣分子電氧化過程中的電化學失活機理及動力學。通過對反應活性位進行實時動態跟蹤，分析了電催化劑催化活性隨反應進行的變化規律；發現催化劑活性位包括慢失活活性位、快失活活性位，同時發現一部分催化劑（約2%）在失活后很快又發生自發的活性再生現象；經統計分析，發現催化劑的長時催化性能主要取決于催化劑中的慢失活納米粒子（圖1）。

　　同時，研究人員和中國科學技術大學微尺度國家實驗室曾杰課題組合作，利用單分子單納米催化技術，基于一系列不同尺寸的Pd納米立方體（邊長從5nm到23nm），結合非理想模型進行定量分析，首次在單顆粒水平上系統研究了Pd納米立方體表面邊上原子與面上原子的催化動力學行為，從而揭示了單納米粒子邊上原子和面上原子的一系列全新的催化特性和兩者對單納米粒子整體活性貢獻大小的差異。結果發現，對于產物生成過程，邊和面具有相似的反應行為，但邊上原子表現出比面上原子高得多的催化活性，而對于產物分子的脫附過程，邊上原子與面上原子卻表現出完全相反的行為。通過該工作，單分子催化研究方法首次被從原來的單納米粒子水平拓展到了亞單納米粒子水平（圖2）。

　　該系列工作進一步加深了人們對多相催化過程中表界面催化過程的認識，相關系列成果相繼發表在《德國應用化學》上（Angewandte Chemie-International Edition 2016， 55, 1839-1843；Angewandte Chemie-International Edition 2016, 55, 3086–3090）。

　　該工作獲得“973”項目、自然科學基金和“青年千人計劃”等項目支持。