单原子催化剂(SACs)已成为多相催化领域的一个突出主题，这尤其是因为它增加了对活性位点潜在的基本认识。然而，由于大多数负载的SAC的不均匀性，以及缺乏适用于原子分辨率的结构活性相关性研究的合适工具，因此无法达到期望的理解水平。

有鉴于此，新加坡国立大学颜宁教授等人，开发了电喷雾质谱技术用于在线观测单原子催化位点的化学组成及其在催化反应中的动态变化。

本文要点

1）选用了具有组成均一、结构精确可调优势的基于杂多酸团簇的单原子催化体系。通过系列筛选，选取缺位磷钨酸（PW₁₁O₃₉）为锚联位点，负载Rh、Pd等单原子组成模型催化体系，可溶于水中。

2）在无催化反应发生时，Rh、Pd等原子与杂多酸形成精确的1:1配位的稳定结构，并很容易被电喷雾质谱在线检测。能够确定在液相中进行的CO和醇氧化反应过程中，活性位点的确切组成及其在催化循环中的演变。

3）得到了有关金属依赖性反应机理，关键中间体，活性位点动力学甚至逐步活化能垒的重要信息。DFT计算揭示了反应机理的复杂细节，ESI-MS定义的SAC位点与电子结构理论计算之间的强大协同作用变得明显。

参考文献：

Max J. Hülsey et al. Observing single‐atom catalytic sites during reactions with electrospray ionisation mass spectrometry. Angew., 2020.

DOI: 10.1002/anie.202011632

https://doi.org/10.1002/anie.202011632