Acc. Chem. Res: 氧化物负载单原子催化剂的分子定义
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单原子催化剂（SAC）具有独特的优势，例如其可以通过最大的分散、大的金属-载体接触面积和氧化态实现高（贵）金属利用率。此外，SAC可以作为确定活性位点的模型，这是多相催化中热门研究领域之一。由于多相催化剂的复杂性，在金属颗粒和各自的载体上以及在它们的界面上具有各种不同的位点，因此对固有活性和选择性的研究在很大程度上仍然没有定论。尽管SAC可以弥补这一差距，但由于原子分散金属的不同吸附位点的复杂性，许多负载的SAC本质上仍不明确，从而阻碍了结构-活性相关性的建立。除了克服这一限制外，独特结构的SAC甚至可以用来阐明催化中的基本现象，当这些研究被多相催化剂的复杂性所掩盖时，这些基本现象仍然模糊不清。近日，新加坡国立大学Max J. Hülsey、Ning Yan通过选择具有特定结合特性的氧化物载体以及在单个金属位点上具有独特吸附的配体（如离子液体）来描述降低负载型单原子催化剂复杂性的方法。
本文要点：
1) 氧化物载体的一个典型例子是聚氧酸盐（POM），它是具有精确已知组成和结构的金属氧簇。POM具有有限数量的位点来锚定原子分散的金属，如Pt、Pd和Rh。因此，多金属氧化物负载的单原子催化剂（POM SAC）成为反应过程中单原子位点原位光谱研究的理想系统，并且所有位点都是相同的，因此在催化反应中具有相同的活性。作者在研究CO和醇氧化反应的机理以及各种生物质衍生化合物的加氢（脱氧）反应中利用了这一优势。
2)多金属氧酸盐的氧化还原特性可以通过改变载体的组成来进行微调，同时保持单原子活性中心的几何结构基本不变。作者进一步开发了多相POM SAC的可溶性类似物，并为液相核磁共振（NMR）和紫外-可见光谱技术打开了大门，尤其是电喷雾电离质谱（ESI-MS），该技术是测定催化中间体及其气相反应活性的强大工具。使用该技术，作者能够解决一些长期存在的氢溢出问题，证明了其对催化剂研究的广泛实用性。
Max J. Hülsey et.al Approaching Molecular Definition on Oxide-Supported Single-Atom Catalysts Acc Chem. Res. 2023
DOI: 10.1021/acs.accounts.2c00728
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.accounts.2c00728
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