中國科學院大連化學物理研究所張濤院士團隊在單原子催化研究方面的開創(chuàng)性工作以及后續(xù)系列進展受到了國際同行的廣泛關注。近日，該研究團隊的研究員王愛琴、張濤院士與清華大學化學系李雋教授一起受邀在《自然綜述：化學》（Nature Review Chemistry）雜志上發(fā)表題目為“Heterogeneous Single-Atom Catalysis”的述評文章。
作為一種特殊的負載型金屬催化劑，單原子催化劑專指載體上的所有金屬組分都以單原子分散的形式存在。“單原子催化”概念由張濤、李雋及美國亞利桑那州立大學劉景月教授于2011年共同提出（Nature Chemistry）。在短短7年的時間里單原子催化迅速成為催化領域的研究前沿。越來越多的研究結果表明，單原子催化劑由于其特殊的結構而呈現(xiàn)出顯著不同于常規(guī)納米催化劑的活性、選擇性和穩(wěn)定性。隨著先進表征技術的發(fā)展，單原子催化劑為從原子和分子層次闡明催化劑的構效關系提供了機會，同時也為連結多相催化與均相催化提供了可能。
該述評首先從歷史角度對“單原子催化劑（Single-Atom Catalyst）”和“單活性位催化劑(Single-Site Catalyst）”概念進行了闡述，指出兩者在概念上的區(qū)別。文章進而系統(tǒng)綜述了單原子催化劑在不同載體上的穩(wěn)定機制，在熱催化、電催化、光催化反應中的應用；探討了單原子的催化活性、選擇性、穩(wěn)定性與其局域結構和電子性質的關聯(lián)。文章最后還展望了單原子催化領域存在的機遇與挑戰(zhàn)。
以上研究得到了科技部重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金委基金項目、中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項和教育部能源材料化學協(xié)同創(chuàng)新中心(2011 iChEM)的資助。（文/圖 王愛琴、劉文剛）
