单原子催化传感“结构-稳定性”研究新进展

作者：江庆龄   来源：华东理工大学

近日，华东理工大学机械与动力工程学院张博威特聘研究员与华中科技大学杨旋教授合作，报道了该课题组关于Cu单原子在反应过程中的结构-稳定性方面的研究进展，为单原子催化传感的结构-稳定性调控提供了指导性方法，该研究在线发表于《自然—通讯》。

因其优异的催化活性和选择性，单原子催化剂（SACs）被认为是化学传感领域理想的敏感材料，但目前学界对于SACs的结构-稳定性关系的了解仍十分有限。研究团队利用原位衰减全反射表面增强红外吸收光谱（ATR-SEIRAS）定量监测发现，在催化过程中，Cu SACs通过重构转化为2 nm的Cu纳米颗粒，由于配位差异，Cu SACs的演化速率高度依赖于催化剂的底物。密度泛函理论计算表明，Cu SACs的稳定性高度依赖它们的形成能，而这可以通过Cu位点与底物之间的亲和力实现调控。这项工作强调了现场原位表面增强红外吸收光谱（OperandoATR-SEIRAS）在SACs研究中的应用，以深化对长期应用的结构-稳定性关系机理的理解。 

Cu单原子的形貌结构以及现场原位探测过程示意图 图片来源于《自然—通讯》

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-023-44078-1