单原子催化剂（SACs）是催化研究中理想的模型体系。
近日，瑞士苏黎世大学Greta R. Patzke报道了利用SACs来解决基本的催化挑战，即获得具有精准结构的金属活性位点，以阐明其与配位原子的相互作用，这些配位原子定义了它们的催化性能。
文章要点
1）研究人员报道了一种基于金属酞菁（MPcs，M=Ni，Co，Fe）的特定SACs在氧化石墨烯（GO）层上软锚定的分子策略，以生成结构精准的模型靶，用于机理研究。
2）MPc通过与石墨烯片层的π−π共轭形成电子通道，提高了MPc-GO在析氧和还原反应中的性能。密度泛函理论(DFT)计算表明，由于Fe原子对O2物种具有较高的亲和力，FePc-GO在该系列催化剂中具有优异的ORR活性。Operando X射线吸收光谱和密度泛函(DFT)研究表明，催化剂的OER性能分别与低电位区和高电位区的热力学或动力学控制有关。
3）进一步的研究表明，在金属中心周围连接N和C原子的参与为NiPc-GO和CoPc-GO提供了更广泛的选择性OER活性位点。
该研究策略通过量身定制金属活性位点和合适的配体环境，加深了人们对高性能SACs的配位−活性关系的理解，以及它们对不同工艺的优化。
Wenchao Wan, et al, Bifunctional Single Atom Electrocatalysts: Coordination−Performance Correlations and Reaction Pathways, ACS Nano, 2020
DOI：10.1021/acsnano.0c05088
https://dx.doi.org/10.1021/acsnano.0c05088
