我室张涛院士团队在单原子催化研究方面的开创性工作以及后续系列进展受到了国际同行的广泛关注。近日，该研究团队的王爱琴研究员、张涛院士与清华大学化学系李隽教授一起受邀在《自然综述：化学》（Nature Review Chemistry）杂志上发表题目为“Heterogeneous Single-Atom Catalysis”的述评文章。
作为一种特殊的负载型金属催化剂，单原子催化剂专指载体上的所有金属组分都以单原子分散的形式存在。“单原子催化”概念由张涛、李隽及美国亚利桑那州立大学刘景月教授于2011年共同提出（Nature Chemistry）。在短短7年的时间里单原子催化迅速成为催化领域的研究前沿。越来越多的研究结果表明，单原子催化剂由于其特殊的结构而呈现出显著不同于常规纳米催化剂的活性、选择性和稳定性。随着先进表征技术的发展，单原子催化剂为从原子和分子层次阐明催化剂的构效关系提供了机会，同时也为连结多相催化与均相催化提供了可能。
该述评首先从历史角度对“单原子催化剂（Single-Atom Catalyst）”和“单活性位催化剂（Single-Site Catalyst）”概念进行了阐述，指出两者在概念上的区别。文章进而系统综述了单原子催化剂在不同载体上的稳定机制，在热催化、电催化、光催化反应中的应用；探讨了单原子的催化活性、选择性、稳定性与其局域结构和电子性质的关联。文章最后还展望了单原子催化领域存在的机遇与挑战。
以上研究得到了科技部重点研发计划、国家自然科学基金委基金项目、中国科学院战略性先导科技专项和教育部能源材料化学协同创新中心（2011· iChEM）的资助。（文/图 王爱琴、刘文刚）
