在通过机械剥离制备石墨烯薄膜之前，人们普遍认为二维材料在热力学上是不稳定的，并且在单个原子厚度处是不连续的。石墨烯是一种SP²杂化碳原子的二维单分子膜，具有一系列独特的性质，因此在光电子学、储能、催化、传感器和复合材料等方面显示出巨大的潜力。石墨烯的成功和前景促使研究人员扩展了石墨烯家族，如石墨二炔、磷烯、硅烯、单烯、锗、二维过渡金属碳化物和氮化物(MXene)甚至过渡金属二硫化物(TMDs)。此外，由一两种其他元素组成的二维单原子层在过去几年中也取得了巨大的进步。由于单原子层的独特性，有必要探索新的单层二维材料，这可能会进一步揭示意想不到的性质和创新。

近日，清华大学王训教授报道了成功地合成了卟啉基单原子层（PML），这是一种单体单位厚度（2.8 Å）的独立的二维卟啉基材料。

文章要点

1）溶剂热法提供了一种自下而上的方法，可将单原子层从纳米级调整为毫米级。合成了含有可精准定制的M–N₄单元（M = Cu和Au）的PML，其对CO2的电催化性能与金属活性中心有关。。

2）实验结果显示，具有Cu-N₄中心的PML对HCOO^-和CH₄具有很高的法拉第效率（在-0.7 V时分别为80.9%和11.5%），而具有Au-N₄中心的PML主要生成HCOO^-和CO（在-0.8V时分别为40.9%和34.4%）。此外，观察到Cu位的不可逆重构行为。

基于类石墨烯的性质和金属中心选择性关系， PML有望在各种应用中发挥独特的作用。

Deren Yang, et al, Freestanding millimeter-scale porphyrin-based monoatomic layers with 0.28 nm thickness for CO₂ electrocatalysis, Angew. Chem. Int. Ed., 2020

DOI：10.1002/anie.202006899

https://doi.org/10.1002/anie.202006899