研究揭示单原子催化剂配位环境

近日，中国科学院院士、中国科学院大连化学物理研究所研究员张涛、研究员王爱琴团队受邀发表了关于单原子催化剂配位环境的评述文章。相关成果发表在

Accounts of Chemical Research上。

单原子催化剂配位环境示意图。大连化物所供图

单原子催化概念由张涛院士、李隽教授、刘景月教授等于2011年共同提出，目前已成为国际多相催化领域的研究前沿，其在革新传统多相催化理论和现有工业催化技术方面均展现出重要潜力，并有望重塑多相催化研究范式。

自概念提出以来，团队相继揭示了单原子配位环境的不均一性，建立了单原子配位数和其电荷密度、催化活性之间的线性关系，发展了多种精细调控单原子配位环境的策略，提升了催化性能，并由此发现了新的催化过程。同时，团队也发现了单原子配位环境的动态演变现象，丰富并加深了对单原子催化的认识。

基于上述研究，团队发现单原子催化把对多相催化活性位的认知从表界面带入到更加精准的原子尺度，传统概念如分散度、界面等具有局限性，而以单原子为中心所形成的局域环境——配位环境正越来越广泛地被用来描述其构效关系。配位环境主要包括载体、反应物种、溶剂、外场等，它决定了单原子的几何和电子性质，进而决定了单原子催化剂的性能。根据是否与单原子直接成键，配位环境可以分为内壳层（与单原子直接成键）和外壳层（与单原子不直接成键）。为此，张涛和王爱琴团队总结了近几年在内壳层和外壳层配位环境调控方面的研究进展，评述了单原子配位环境在催化反应中的动态演变，并对单原子催化今后的发展进行了展望。