金属氧化物作为一种储量丰富、用途广泛的材料，在环境修复与保护、能源转化与储存等方面得到了广泛的研究与应用，这些不同的应用性能大多是由于金属氧化物的电子态具有很大的多样性。然而，许多金属氧化物在催化领域的应用存在障碍，主要是由于缺乏具有愿望的电子态有效活性位点。鉴于此，北京工业大学韩晓东教授、重庆大学周小元研究员和伦斯勒理工大学的Shengbai Zhang等合作设计制备了单钨原子氧化物(STAO)，其中作为一个组成单元，金属氧化物的体积达到最小。STAO中的催化机制由一种新的单位点物理机制决定，称为准原子物理态。光生电子转移过程是由自旋通道中的电子从最高占据的分子轨道激发到最低未占据的分子轨道+1状态来实现的，这只会发生在带有W⁵⁺的STAO中。STAO的光催化降解速率达到了创纪录的0.24 s⁻¹，比现有的光催化降解速率高出两个数量级。STAO的制备及其独特的准原子光催化机制为利用单金属原子氧化物(SMAO)获得新颖的物理和化学性质提供了一种新的思路。

Cong Wang, Ang Li, Chong Li, Shengbai Zhang, Hui Li, Xiaoyuan Zhou, Liming Hu, Yibo Feng, Kaiwen Wang, Zhu Zhu, Ruiwen Shao, Yanhui Chen, Peng Gao, Shengcheng Mao, Jun Huang, Ze Zhang, Xiaodong Han. Ultrahigh Photocatalytic Rate at a Single-Metal-Atom-Oxide. Advanced Materials, 2019.

DOI: 10.1002/adma.201903491

https://doi.org/10.1002/adma.201903491