负载型孤立金属原子或金属团簇催化材料的研究对理解纳米颗粒基催化剂的结构-活性关系至关重要。这类催化材料在苛刻的反应条件下会烧结成大的纳米颗粒，提高其稳定性是一个关键的挑战。研究发现，将纳米颗粒限制在结晶性多孔材料（例如沸石和金属有机框架）中可以提高其稳定性。更重要的是，金属物种与多孔骨架之间的相互作用可能会调节亚纳米级金属物种的几何和电子结构，尤其是对于金属团簇而言。这种限制效应可以诱导形状选择催化或不同于负载在开放结构固体载体上的金属原子的化学选择性。近日，西班牙UPV–CSIC Avelino Corma等总结了限制在沸石和金属有机框架中的亚纳米物种的结构特征，合成方法，表征技术和催化应用。
本文要点：
1）作者首先介绍了限制在晶体多孔材料中的金属物种的结构，涉及单原子，团簇在晶体多孔材料中的结构，金属-配体-底物的相互作用等。
2）然后介绍了这类催化材料的合成，包括用沸石，金属有机框架做载体；以及这类催化材料的表征，包括结构表征，光谱表征，以及理论计算。
3）作者还介绍了限制在晶体多孔材料的孤立的原子和团簇催化剂的催化应用，包括水煤气变换反应，甲烷活化，加氢，脱氢，氧化，脱硝，有机反应等。
4）最后，作者对受限和非受限的孤立原子与金属团簇进行了严格的比较，并提供了该领域的未来前景。
Lichen Liu, et al. Confining isolated atoms and clusters in crystalline porous materials for catalysis. Nat. Rev. Mater., 2020
