多相催化剂是现代可持续绿色产业的支柱，而理解其结构与性能之间的关系是其发展的关键。近年来，已报道了许多用于开发各种可控的原子精确多相催化剂的合成策略，并探索了其在能源和环境修复催化中的各种重要应用。精确的催化剂原子尺度控制可以显着提高活性，选择性和某些情况下的稳定性。

有鉴于此，印度化工学院的Manoj B. Gawande阿威罗大学Baljeet Singh等人，就单原子催化剂(SACs)在氧还原反应、析氧反应、析氢反应以及化学和/或电化学有机转化中的应用进行了综述。最后，总结了未来可能出现的机遇，并对SAC的开发提出了建议。

本文要点

1）总结了用于ORR、OER、HER、金属-空气电池和电化学有机转化的SAC的关键实例。综述了近年来贵金属和非贵金属电催化剂的发展及其应用情况。对于SACs的发展，在大规模合成、了解电催化现象和机理、金属载体的作用、双金属体系对活性和选择性的影响等方面都取得了重大进展。选择性和催化性能主要由SA的电子环境驱动，可以通过载体、杂原子掺杂和使用多金属体系的组合来调节。在分子水平上对电催化机理的认识也进行了理论研究，取得了重大进展。以工业金属废料为原料制备催化剂是实现循环经济的必然选择。将电化学装置与可再生能源产生的电能整合在一起，是实现更绿色未来的另一个关键步骤。

2）未来该领域的研究方向包括：a.SAC的合理设计。b.高密度SAC。高金属负载的SAC的合成对各种工业应用都提出了很高的要求。然而这种材料的制造极具挑战性。c. SAC的热稳定性：SAC的热稳定性是一个大问题，人们迫切希望在高温下使用SAC。d.对SAC的基本认识（原子水平信息）：SAC已广泛用于许多反应，现在看来，很明显，负载的金属原子可以有效催化具有挑战性的反应。但是配位环境或活性位点几何结构如何影响整体性能仍是一个悬而未决的问题。

参考文献：

Baljeet Singh et al. Single‐Atom Catalysts: A Sustainable Pathway for the Advanced Catalytic Applications. Small, 2021.

DOI: 10.1002/smll.202006473

https://doi.org/10.1002/smll.202006473