负载型催化剂的强金属-载体相互作用（Strong metal-support interaction，SMSI）是一种基于金属颗粒被载体材料包覆的经典催化现象。自1978年Tauster等人发现以来，被催化领域广泛关注。操控SMSI效应是调节负载型催化剂界面作用，进而调控催化性能的有力手段。然而，SMSI的研究过程中面临诸多正待解决的问题，例如：如何准确表征SMSI？第一性原理计算如何应用于SMSI的建模和机理研究？如何调控SMSI以提高催化性能？

近日，华东理工大学朱明辉教授团队从SMSI的结构表征、理论与建模、构效关系、结构敏感性和环境敏感性这五个方面出发，对SMSI领域进行系统全面的综述，并就此提出了未来富有潜力的发展方向。

关于SMSI形成及其性质的研究离不开原位/现场表征手段的协助，主要包括电镜技术和谱学技术。其中应用最广的电镜技术可以直接观察到SMSI引起的形貌变化，即金属颗粒上的载体包覆层的存在。而谱学技术注重提供催化剂不同深度的信息，与电镜技术一起，建立起对SMSI更全面的认知。

计算建模的应用是SMSI理论研究过程中的有力手段。当前唯一达成的共识是，表面能最小化是SMSI形成的热力学驱动力。然而在这一通用的热力学概念下则有多种潜在的形成机理，其中被广泛报道的两种包覆层形成机理有“亚氧化物载体迁移”理论和“合金形成”理论。

多相催化中，SMSI的应用最初是为了防止金属团聚，增强催化剂稳定性。但后来发现形貌的改变带来了金属-载体界面处界面位点密度的增加，催化性能也随之增强。而另一方面，过度的SMSI极易阻断催化剂表面的金属活性位点，抑制反应物气体的吸附和活化。这让SMSI成为一把双刃剑，如何调控成了关键。

SMSI的研究表明其具有结构敏感性和环境敏感性。SMSI的形成及存在形式受金属/载体的种类和性质，以及多元金属/载体的组成影响。同时，SMSI的形成及性质还受诱导过程中不同外部环境所调控，主要有还原诱导、氧化诱导、吸附介质诱导、光诱导、湿化学和原子层沉积诱导等。

最后，作者提出几点关于SMSI发展的展望，即建立反应条件下针对表面位点的时间尺度现场表征；构建原位/现场表征技术与计算手段的有效结合；探索SMSI现象的起源和性质；拓展界面位点的准确建模、结合吸附和外部环境的建模、分子动力学和机器学习算法；促进SMSI在电催化和光催化领域的应用等。

该工作第一作者为华东理工大学化工学院能源与环境催化团队与美国里海大学Israel E. Wachs课题组联合培养博士生浦天宬和华东理工2020级硕士研究生张文皓，通讯作者为华东理工大学青年教师朱明辉特聘教授。该工作得到了国家自然科学基金、上海市科技重大专项和中国石化等项目的资助。

文章链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202212278