人类的生产、生活都离不开化学反应，它涉及健康、环境、能源各个领域。其中，提高催化反应速率、提升催化剂耐久性，是化学科学的核心和关键，也是化学家不断追求的目标。中国科学技术大学教授曾杰课题组与国际合作者提出了一种“纳米岛”策略并制备出稳定的原子级分散金属催化剂，解决了传统催化剂活性和稳定性的矛盾。审稿专家表示：“将原子级分散的活性物种稳定在孤立的‘纳米岛’上，这概念令人着迷且极具说服力。
”在多相催化中，原子级分散的金属催化剂因具有独特的几何和电子特性、最高的原子利用效率和均匀的活性位点，备受化学家关注。然而，高度分散的金属原子或因高表面能而移动团聚，稳定性差；或因与某些载体作用过强而固定不动，导致活性位点钝化。因此，如何获取“动而不聚”的金属活性位点，使得活性与稳定性兼得，一直是催化领域悬而未决的难题之一。
此次研究中，研究人员从空间和能量角度出发，提出一种“纳米岛”策略来构建新型稳定的催化剂。由此，“纳米岛”型催化剂设计思路逐渐清晰：首先选取合适的“纳米岛”和载体的材料，其次构建小尺寸、高密度的“纳米岛”，最后准确地将金属原子放置在“纳米岛”上。稳定性研究表明，氧化铈“纳米岛”上的单分散铂原子可以抵抗高达600摄氏度的空气煅烧。
此外，铂原子在高温下的氢气中只会限定在“岛”内移动，不会跨“岛”团聚，实现了金属原子的“动而不聚”。经过氢气还原活化后的催化剂，在催化一氧化碳氧化反应的过程中表现出更高的活性和稳定性，催化速率提高了近百倍。论文通讯作者、中国科大教授曾杰表示：“这一工作为解决催化剂活性和稳定性的矛盾提供了新思路。”