近日，大連化物所催化與新材料研究室喬波濤研究員和張濤院士團(tuán)隊(duì)受邀撰寫(xiě)了題為“Single-Atom Catalysts Based on the Metal–Oxide Interaction”的綜述文章。

2011年，張濤團(tuán)隊(duì)與清華大學(xué)李雋教授和美國(guó)亞利桑那州立大學(xué)劉景月教授合作，在國(guó)際上首次報(bào)道了Pt1/FeOx單原子催化劑，并在此基礎(chǔ)上提出了“單原子催化”的概念（Nat. Chem.，2011；Acc. Chem. Res.，2013）。單原子催化劑表現(xiàn)出許多異于負(fù)載型納米顆粒催化劑的特性，例如金屬利用率達(dá)到最大、金屬載體界面最大化（Angew. Chem. Int. Ed.，2018）、活性位點(diǎn)組成結(jié)構(gòu)均一、有望溝通均相與多相催化(Angew. Chem. Int. Ed.，2016）等，因此對(duì)特定反應(yīng)具有優(yōu)異的活性、選擇性和穩(wěn)定性，目前已成為多相催化領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

氧化物是單原子催化劑最為常用的一大類(lèi)載體。該工作綜述了此類(lèi)催化劑的制備方法，表征手段和適用范圍，并特別選取了8種常見(jiàn)的代表性氧化物，分別介紹在這些載體上，金屬單原子的穩(wěn)定機(jī)制和特異的催化性能。該綜述還分類(lèi)總結(jié)了金屬原子與氧化物載體之間的相互作用，評(píng)述了單原子催化的研究現(xiàn)狀，并展望了今后的研究重點(diǎn)。

喬波濤和張濤團(tuán)隊(duì)一直致力于開(kāi)發(fā)氧化物負(fù)載的單原子催化劑，陸續(xù)研制出負(fù)載在氧化鐵、氧化鈦、氧化鈰等氧化物上的Pt、Au、Rh等單原子催化劑（ACS Catal.，2015；Nat. Commun. 2019；Angew. Chem. Int. Ed.，2020）?；谠谠擃I(lǐng)域的長(zhǎng)期探索，首次揭示了單原子催化劑體系可以發(fā)生共價(jià)金屬-載體相互作用（CMSI效應(yīng), Nano Res.，2015；Nat. Commun.，2019；Nat. Commun.，2020），和經(jīng)典強(qiáng)金屬-載體相互作用（SMSI效應(yīng)，Angew. Chem. Int. Ed.，2020），這些研究成果不僅有助于精準(zhǔn)合成單原子催化劑，并且為研究催化活性中心和調(diào)控催化性能提供了新思路。

該綜述作為后封面文章發(fā)表在Chemical Reviews的Heterogeneous Single-Atom Catalysis專(zhuān)題上。上述工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專(zhuān)項(xiàng)（B）“能源化學(xué)轉(zhuǎn)化的本質(zhì)與調(diào)控”和國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等項(xiàng)目的資助。（文/圖 郎睿）