氧化物负载单原子电解水催化剂的载体效应

摘要

单原子催化剂（SACs）由于其原子利用率高、活性中心明确、比活性高和稳定性强等优点，在催化电解水领域具有独特的优势.然而，材料中的金属-载体相互作用对催化过程具有重大影响.首先，本文明确了单原子催化剂的特点并研究了其电子结构和构效关系方面独特优势.其次综述了氧化物载体在稳定金属单原子、分散活性物种、调节中心电子结构、吸附和活化反应物等方面的重要作用；并详细分析了载体如何通过结构缺陷、表面基团、空间限域和晶格作用等实现对金属原子的负载和稳定.然后，通过实例对比了单原子在不同氧化物载体上配位结合方式，以及在析氢、析氧和全水解反应中的性能差异.最后，对利用载体与单原子相互作用调节催化剂性能的机遇和挑战、关键问题和可能的解决方案进行了展望.

关键词

单原子催化剂 / 氧化物 / 电催化 / 析氢反应 / 析氧反应

基金资助

国家自然科学基金资助项目（51932001）; 北京市自然科学基金资助项目（2232068）