张涛院士领衔！大连化物所王爱琴/刘晓艳&南科大王阳刚JACS丨调控配位结构解析单原子催化剂活性位点！

本文针对单原子催化剂中本征活性位点性质模糊和反应机制不清的问题展开研究。背景方面,单原子催化剂在选择性氢化反应中具有巨大潜力,但活性位点的空间分布和功能机制仍存在争议,特别是Langmuir−Hinshelwood与Mars−van Krevelen机制的主导地位不明确。研究目的旨在通过精细调控Pt1/CeO2单原子催化剂的配位结构,明确本征活性位点并揭示反应机制。结论上,作者采用快速热处理策略,成功在600°C下形成Pt1−Oᵥ−Ce活性位点,该位点允许硝基和羰基的优先吸附,并促进电子转移。研究发现,Pt1−Oᵥ−Ce位点的活性比周边氧空位位点高出2.4至15.7倍,并建立了Pt−O配位数与催化活性之间的线性关联。动态氧化还原机制表明,底物吸附于界面氧空位,H2在Pt单原子上解离后完成氢化并再生氧空位。这些发现明确了活性位点的特性和协同机制,为设计高性能单原子催化剂克服活性-选择性权衡提供了指导。