负载型金属单原子催化剂（SACs）引起了人们的浓厚兴趣，与已建立的非均质材料相比，原子利用效率提高了，催化转换频率也可能更高。尽管与小金属簇和纳米颗粒（NPs）相比，SACs具有量子尺寸效应，可调节的电子结构和强大的金属-载体相互作用的特性，但它们通常表现出与NPs相似或更低的活性。此外，SACs表面金属的高表面自由能有利于较大NP的聚集，特别是在苛刻的反应条件下。为了了解这种行为并为了更合理地设计最佳的多相催化剂，需要比较SACs和NPs在相似条件下对相同反应的催化性能。
有鉴于此，德国莱布尼兹催化研究所Matthias Beller教授报道了合成了具有分散的单个钴原子的MOF衍生的Co-N-C催化剂，并将其与钴纳米颗粒进行甲酸（FA）脱氢比较。
文章要点
1）研究人员制备了几种SACs和NPs。在室温下，使用甲醇作为溶剂，通过Co2 +和Co2+/Zn2+节点与2甲基咪唑的方钠石配位形成Co-ZIF和ZnCo-ZIF。随着Zn2+的引入，ZIF中的Co2+可在空间上隔离并通过接头键合。在惰性条件（Ar）的热解过程中，金属离子被碳化的有机连接基还原。由于锌的蒸发，金属离子以原子水平分散在氮掺杂的多孔碳上。同时，在没有Zn2+的帮助下，在N掺杂的碳上形成了较大的Co纳米颗粒。
2）研究人员通过HAADFSTEM，EPR，XAFS和XPS对实验样品进行了表征。同时，比较了它们在FA脱氢方面的催化性能，其中原子分散的Co单原子催化剂比纳米颗粒催化剂表现出更好的效率，选择性和稳定性。
3）进一步的研究表明，具有高反应性和耐酸性的高度分散的单个Co（II）Nx位能够提高催化活性和稳定性。
该研究发现有益于开发其他改进的非贵金属基催化剂。
Xiang Li, et al, Co-based Single Atom Site Catalysts with High Stability for Selective Dehydrogenation of Formic Acid, Angew. Chem. Int. Ed., 2020
DOI：10.1002/anie.202004125
https://doi.org/10.1002/anie.202004125
