李亚栋院士Chem. Rev.综述：单原子位点催化剂的化学合成

兔兔

2020-04-04

以可控的方式操纵金属原子来合成具有理想结构和性能的材料是化学合成的圣杯。单原子位点催化剂(SASC)的出现表明科研人员正在朝着这个目标迈进。由于其最大的原子利用效率和独特的结构和性能，SASC引起了广泛的研究关注和兴趣。但SASC科学研究和实际应用的前提是在合适的载体上制备高活性、稳定的金属单原子。在此，清华大学李亚栋院士与王定胜副教授等人综述了近年来合成SASC的各种合成策略。

本文要点：

1）首先科研人员着重介绍了近年来国内外在SASC化学合成方面的研究进展，总结了各种SASC的合成策略，并通过具体的合成实例，重点介绍了如何在合成和反应过程中稳定单金属原子的迁移和聚集。

2）此外，还举例说明了SASC的合成过程，如退火温度、配位点设计、载体选择等，是如何影响SASC的原子结构和稳定性以及催化性能的。作者指出，在单原子体系中，即使具有相同的中心金属原子，这些单原子位点催化剂通常也表现出不同的催化性能。因此，在原子尺度上精确设计和可变调节SASC中活性位点的配位数和局部原子结构，以实现其优异的活性，是一个非常重要和具有挑战性的研究领域。

3）最后，提出了SASC合成技术的发展方向，并展望了SASC科学研究和实际应用的前景与挑战。开发高活性、高选择性、高稳定性的催化剂一直是工业催化的关键任务和最终目标。由于SASC优异的催化活性和潜在的成本优势，应更加关注其工业应用的挑战：（1）探索并实现非均相反应，以取代传统的均相反应；2）提高SASC的稳定性，特别是在高金属负载或高反应温度下，以满足工业需求；（3）解决多相催化中催化剂碳沉积和金属活性位点中毒等问题；（4）筛选出适合工业应用的单原子催化系统，开发具有大规模应用前景的生产技术；（5）加快单原子催化的工业化应用，推动SASC在各个研究领域的广泛应用，尽快造福社会。

Shufang Ji, et al. Chemical Synthesis of Single Atomic Site Catalysts. Chem. Rev. 2020.

DOI: 10.1021/acs.chemrev.9b00818

https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.9b00818