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原子分散型金屬催化劑由於具有獨特的性質,受到催化領域的廣泛研究與關注。這種獨立單個金屬原子或者少數幾個金屬原子形成的催化劑能夠通過化學鍵或者空間限域作用修飾在底物上,因此在催化反應過程中實現最大效果。這種催化劑的關鍵挑戰在於調節催化活性位點的立體結構和電子結構,從而對催化性能產生顯著影響。雖然一些綜述報道對單原子催化劑的製備、表徵、應用進行深入討論,但是對單原子催化劑、雙原子催化劑、原子簇催化劑的深入理解仍非常缺乏。
有鑑於此,皇家墨爾本理工大學馬天翼(Tianyi Ma)等綜述報道對目前的高性能單原子催化劑、雙原子催化劑、原子簇催化劑對催化反應活性的改善作用進行總結。


本文要點

要點1.首先對單原子、雙原子、原子簇催化劑的各種製備方法進行總結,特別討論如何在各種基底上穩定單原子、雙原子位點;隨後,特別討論催化劑的電子結構和原子配位環境等問題;進一步的,對單原子催化劑、原子簇催化劑在熱催化、電催化、光催化等領域的應用進行深入詳細的總結,並且特別討論結構-性能關係。


要點2.最後,對這個領域面臨的挑戰和未來發展機會進行總結,對分散型金屬催化劑對於催化反應性能的改善進行討論,因此未調控催化活性位點的微結構實現大幅度改善催化性能提供經驗和設計理念。


Yang Chen, Jian Lin, Baohua Jia, Xiaodong Wang, Shuaiyu Jiang, Tianyi Ma, Isolating Single and Few Atoms for Enhanced Catalysis, Adv. Mater. 2022
DOI: 10.1002/adma.202201796
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202201796

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