理解和调整原子级分散在氧化物上的金属的催化性能是合理发展单原子催化剂（SACs）重要基石。SACs系列的设计和合成为系统性研究金属特性的功能打开了大门。近日，马克斯·普朗克煤炭研究所Gonzalo Prieto，卡尔斯鲁厄理工学院Philipp N. Plessow等在通用的MgO载体上合成了一系列基于各种4d（Ru，Rh，Pd）和5d（Ir，Pt）过渡金属的单原子催化剂。

本文要点：

1）实验（X射线吸收光谱法）和理论（密度泛函理论）研究表明，无论何种金属，金属阳离子都优先占据台阶边缘八面体配位的MgO晶格位置，因此被氧化物载体高度限制。

2）FTIR光谱表明，暴露于缺氧的CO氧化条件后，在预催化温度下，CO驱动单原子金属中心的部分脱限，然后在稳态条件下形成了表面碳酸盐物质。该发现得到了DFT计算的支持，DFT计算表明，表面金属突起的驱动力和最终结构与金属有关，但在所有情况下都将八面体配位的M⁴⁺碳酸盐作为静态。

3）结果表明，对于SACs中的单原子位点，通过金属选择可实现的CO氧化反应性差异要比先前通过氧化物载体上相邻氧化还原中心的机械参与所证明的差异要小，这表明对氧化物表面化学的调节与负载金属的选择有关。

Bidyut B. Sarma, et al. Metal-specific reactivity in single-atom-catalysts: CO oxidation on 4d and 5d transition metals atomically dispersed on MgO. J. Am. Chem. Soc., 2020

DOI: 10.1021/jacs.0c03627      

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c03627