綜述：化學方法精確可控合成單原子位點催化劑

單原子位點催化劑具有獨特的位點不飽和性、量子尺寸效應以及金屬載體相互作用，使得其在很多重要的化學反應中表現出優異的催化活性、選擇性和穩定性，如氧析出反應（oxygen evolution reaction）、氫析出反應（hydrogen evolution reaction）、氧還原反應（oxygen reduction reaction）等等。

目前，製備單原子位點催化劑的策略已被廣泛報道。具體可以分為兩類：自下而上（bottom-up）和自上而下（top-down）。自下而上的策略是通過金屬前驅體在載體上的吸附、還原並錨定於載體的缺陷處，包含共沉澱、吸附、光化學、球磨、原子層沉積等方法。然而，過量的金屬前驅體會引發單原子的團聚現象。另外，用於錨定單原子的缺陷位點種類繁多，無法精確可控地合成單原子位點催化劑。因此，優化金屬前驅體和載體及其合成步驟顯得尤為重要。

自上而下的策略是以納米顆粒或更大尺度的單質材料為前驅體，在特定條件下實現向單原子位點催化劑的轉變。這種策略已被證實製備結構清晰的單原子位點催化劑是高效可行的，其中包括高溫熱解、高溫原子熱遷移等等。中國科學技術大學吳宇恩教授課題組與清華大學李亞棟課題組原創性地利用鋅鈷雙金屬MOF作為前驅體，通過自上而下（top-down）的策略，在高溫惰性氣氛下，Co2+被周圍石墨化的C逐漸還原，Zn2+在高於其沸點的溫度下揮發，從而製備出高載量（~4%）的Co單原子活性位點催化劑，實現了單位點催化劑載量數量級的突破。基於自上而下（top-down）的策略，又陸續製備了一系列的高性能單位點催化劑，在納米能源領域做出了重大的突破，為單原子位點催化劑的商業化發展提供了可能。

《國家科學評論》最近發表了由中國科學技術大學李智君、吳宇恩（通訊作者），清華大學李亞棟（通訊作者）及台州學院王德花等四位作者共同撰寫的「化學方法精確可控合成單原子位點催化劑的進展」綜述論文（https://doi.org/10.1093/nsr/nwy056)，著重介紹了應用化學方法通過自上而下的策略來精確可控合成單原子位點催化劑，並取得的具有原創性和突破性的成果。

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