FCSE綜述：單原子催化——精確控制反應路徑新方法

　　論文標題：Single-atom catalysis: a promising avenue for precisely controlling reaction pathways

　　期刊：Frontiers of Chemical Science and Engineering

　　作者：Xiaobo Yang, Xuning Li, Yanqiang Huang

　　發表時間：19 Feb 2024

　　DOI：10.1007/s11705-024-2434-0

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　　單原子催化劑具有高的原子利用率，在各種催化反應中引起了廣泛的關注。最近的研究表明，單原子催化劑具有強大的精確催化能力，特別是沿著指定的反應路徑。本文綜述了在單原子催化劑上化學鍵的精確活化和重構方面的研究進展，包括C-O和C-H鍵的精準活化以及C-C和C-N鍵的選擇性耦合。首先，我們討論了三個最基本的導致單原子催化劑擅長精準催化反應過程的影響因素，包括狹窄的d軌道電子狀態導致的單原子位點上的選擇性吸附，孤立位點導致的獨特的吸附結構，以及原子對上的協同效應。隨后，我們詳細介紹了單原子催化劑在電催化和熱催化中的應用，包括電化學二氧化碳還原、尿素電化學合成、二氧化碳加氫和甲烷催化轉化四個重要反應。然后從載體孔隙結構設計、載體-金屬強相互作用、載體親疏水等方面討論了合理設計精確控制反應途徑的單原子催化劑的概念。最后，我們總結了單原子催化劑在精確催化工藝領域所面臨的挑戰，并概述了其在該領域的進一步發展前景。

　　引用格式：Xiaobo Yang, Xuning Li, Yanqiang Huang. Single-atom catalysis: a promising avenue for precisely controlling reaction pathways. Front. Chem. Sci. Eng., 2024, 18(7): 79 https://doi.org/10.1007/s11705-024-2434-0

　　作者及團隊介紹

　　楊小博（第一作者），中國科學院大連化學物理研究所博士后，博士畢業于山西煤炭化學研究所，研究方向為電催化。

　　李旭寧（通訊作者），中國科學院大連化學物理研究所研究員，博士生導師。長期從事穆斯堡爾譜、單原子催化和原位譜學表征等領域的研究，在Chem, J. Am. Chem. Soc., Adv. Mater., Sci. Adv. ACS Nano等期刊發表論文40余篇。2019年，因推動穆斯堡爾效應在催化領域的應用研究，被授予國際穆斯堡爾譜學青年科學家獎。2021年作為引進人才加入大連化學物理研究所，2022年獲中國科學院人才計劃擇優支持，主持和參與國家自然科學基金、國家重點研發計劃等項目，現任國際期刊《Materials Today Energy》青年編委。

　　黃延強（通訊作者），中國科學院大連化學物理研究所研究員，博士生導師，國家級人才。在Nature Energy, JACS, Angew等國內外權威刊物上發表論文100余篇。現任《Journal of Energy Chemistry》副主編，《Chinese Journal of Catalysis》等刊物青年編委。先后入選中國科學院青年創新促進會會員、遼寧省百千萬人才工程（萬人層次）、興遼英才計劃等榮譽稱號。現承擔科技部、基金委以及其他部委多項課題。

　　《前沿》系列英文學術期刊

　　由教育部主管、高等教育出版社主辦的《前沿》（Frontiers）系列英文學術期刊，于2006年正式創刊，以網絡版和印刷版向全球發行。系列期刊包括基礎科學、生命科學、工程技術和人文社會科學四個主題，是我國覆蓋學科最廣泛的英文學術期刊群，其中12種被SCI收錄，其他也被A&HCI、Ei、MEDLINE或相應學科國際權威檢索系統收錄，具有一定的國際學術影響力。系列期刊采用在線優先出版方式，保證文章以最快速度發表。