具有均匀金属位点和确定的低核度的负载型原子团簇是介于单原子催化剂（SACs）和纳米颗粒大小之间的中间态。得益于金属-金属键的存在，负载型原子团簇可以在每个金属原子之间触发协同效应，这使其独特的催化性能不同于SACs和纳米颗粒。然而，可扩展负载型原子簇的结构-属性关系和精确的合成以及原子级的洞察仍然是一个巨大的挑战。

近日，北京理工大学张加涛教授，清华大学王定胜副教授，Shufang Ji综述了负载型原子团簇合成的最新进展，总结并分类了用于制备支持的原子团簇的六种策略，包括气相合成和尺寸选择策略，前体预选择策略，主客体策略，湿式化学还原方法，基于树枝状聚合物的策略以及原子层沉积。

文章要点

1）作者首先总结了气相合成和尺寸选择策略。尺寸大小选择策略，不仅可以有效制备具有精确核度的单金属原子团簇，而且可以制备双金属和多金属簇。然而，该方法所需的复杂设备和有限的输出是主要缺点。

2）金属种的烧结可以用奥斯特瓦尔德成熟过程来描述，其驱动力是不同尺寸的金属原子表面扩散能的不同。结果表明，当金属种的尺寸分布较窄时，烧结得到了明显的抑制。为了防止负载型原子团簇合成过程中的烧结，预先选择策略可确保其从合成开始到结束具有均匀性。而前体预选策略的关键是选择金属前体以获得相应的负载的原子团簇。

3）基于还原的主客体策略在合成负载型原子团簇（特别是包含杂原子的氮配位双金属位点）方面具有优势。此外，主客体策略在合成具有优异催化性能的异质ACs具有极大的潜力。

4）作者总结了基于湿化学还原法合成的负载型原子团簇，其中金属纳米材料充当该团簇的载体。湿化学还原法可用于工业规模的催化剂的生产。然而，通过这种方法制备的团簇通常具有宽的尺寸范围。因此在纳米结构上加帽的配体在控制形态和防止团聚方面起着至关重要的作用。此外，在某些情况下，配体可能会影响簇的氧化态和试剂分子的进入。因此，通过湿化学还原法精确合成负载型原子团簇存在一定的局限性。

5）作者总结了基于树状聚合物的合成策略。N掺杂碳材料被广泛用于通过N配位基的配体保护来负载和稳定原子团簇。具有树状结构的聚合物含有高比例的N，同时，其具有类似于MOF的精准结构。此外，不同的树枝状聚合物表现出不同的包封和稳定能力，因此影响了催化性能。目前的树枝状聚合物合成策略仅局限于实验室合成，因此限制了该方法可扩展地合成原子团簇。

6）作者指出，原子层沉积（ALD）方法在制备富缺陷碳上负载的M2原子团簇方面具有极大的潜力。尽管ALD方法可以精确制备单金属和双金属原子团簇，然而，所需的高精密设备，原料价格昂贵等缺点，限制了ALD方法在工业上的可扩展性。

7）作者最后概述了负载型原子团簇的合成，表征和催化的应用前景和面临的挑战。

Rong, H., Ji, S., Zhang, J. et al. Synthetic strategies of supported atomic clusters for heterogeneous catalysis. Nat Commun 11, 5884 (2020).

DOI：10.1038/s41467-020-19571-6

https://doi.org/10.1038/s41467-020-19571-6