单原子催化剂是指分散和锚定在金属、金属氧化物和碳材料等载体上的单个金属原子，其中的晶格或配位原子起到锚定位置的作用，可稳定金属原子，进而防止具有高表面能的金属原子在制备和应用过程中的聚集。由于孤立的活性位点，高原子利用率、高活性等超级特性赋予了SACs在催化和能源相关领域的巨大潜力。此外，简单的结构、多样的金属原子和配位环境也有助于全面和深入地了解催化剂的内在结构和活性。然而，传统的SACs合成方法通常步骤多，处理复杂，设备昂贵，耗能/时间长，不环保，经济上不适合大规模生产。因此，迫切需要开发一种快速、廉价、简便的方法用于连续合成，节能，低设备要求，有利于规模化生产成本效益高的SACs。

近日，大连理工大学邱介山教授报道了采用一步电化学活化技术，在石墨表面超快构建了用于将Ni2+捕获到单原子催化剂(SACs)中的含氧支架。一种在NiSO4电解质中通过电化学活化惰性石墨箔（GF）来超快合成氧配位Ni SACs的策略。

文章要点

1）研究人员从石墨箔开始制备Ni SACs，可实现超快制备（1.5 min）和规模化生产。

2）由于O的强电负性，缺陷氧是通过Ni-O₆配位成为Ni原子的锚定位点，而不是其他缺陷位点（例如C和N）来构成常规的Ni-C或Ni-N结构。

3）得益于Ni原子的高活性和较弱的Ni-O键更容易与氧基团反应，所得Ni SACs在1 M KOH中表现出良好的析氧反应（OER）性能（10 mA cm^-2电流密度下，过电位为300 mV）。此外，该方法只需改变外加电压或改变电解质为其它Ni盐（Ni(NO₃)₂和NiCl₂），从而改变捕捉Ni²⁺的O锚位的数量，进而调节Ni原子的负载量和相应的OER性能。

这种超高速、低成本的合成策略在Ni SACs的工业化生产和在其他催化及能源相关领域中显示出巨大的应用前景。

Zhibin Liu, et al, Ultrafast Construction of Oxygen-Containing Scaffold over Graphite for Trapping Ni²⁺ into Single Atom Catalysts, ACS Nano, 2020

DOI: 10.1021/acsnano.0c04210

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.0c04210