开发用于单原子催化剂（SAC）的先进表征技术对确定其结构和催化性能具有重要意义。表面增强拉曼光谱可以提供分子结构信息，因此是一种研究催化的有效表征工具，然而由于低灵敏度，其在SAC中的应用仍然是一个巨大的挑战。

近日，厦门大学张华副教授报道了通过构建Au-核TiO₂-壳SACs-卫星型（SHINERS-SACs-satellite）纳米复合材料，首次实现了对SAC的表征和使用拉曼光谱对SAC的催化过程进行原位研究。

文章要点

1）研究人员利用原子层沉积（ALD）技术是在具有很强拉曼增强的Au纳米颗粒表面涂覆一层非常薄的TiO₂或Al₂O₃薄膜，然后将原子分散的Pd沉积在壳隔离纳米颗粒（SHINs）的外壳表面。氧化物壳可以稳定Pd SA，而Au核可以极大地放大拉曼信号。此外，通过像差校正的HAADF-STEM和X射线吸收光谱法确认了获得的Pd SAs。

2）以苯基异氰酸酯（PIC）为探针分子，用发光剂鉴定了Pd从单原子到纳米粒子的成核过程。此外，使用SHINERS原位监测Pd SAC上硝基化合物的氢化反应。研究发现，与Pd纳米粒子相比，SAC显著影响了硝基与活性位之间的相互作用，从而改变催化性能。

这项工作表明，SHINERs可以被开发为SAC的原位表征和研究的一项新技术。

参考文献

Jie Wei, et al, Probing single-atom catalysts and catalytic reaction processes by shell-isolated nanoparticle-enhanced Raman spectroscopy, Angew. Chem. Int. Ed.

DOI: 10.1002/anie.202100198

https://doi.org/10.1002/anie.202100198