单原子催化剂与分子催化剂之间的类似性，因此有预测提出两种催化剂体系在一些角度中表现类似催化活性。有鉴于此，蔚山科学技术院（UNIST）Ja Hun Kwak，太平洋西北国家实验室（PNNL）Roger Rousseau，Janos Szanyi，韩国全南大学Sung June Cho等报道通过研究单原子Pd/CeO₂催化剂中的反应活性，当Pd单原子的量线性增加，Pd单原子催化剂的活性呈线性提高。

本文要点：

（1）

Pd单原子量增加导致Pd催化活性增加，这是因为当提高Pd原子的掺杂量，CeO₂基底的还原性将显著提高；当界面Pd单原子密度增加，相邻Pd单原子之间的远程静电效应（~1.5 nm）产生相互重叠，导致Pd的相对比活性发生改变。

通过H₂-TPR程序升温还原反应、原位Raman表征，揭示了当Pd单原子数目增加，CeO₂基底的可还原性提高，通过DFT计算模拟验证，当表面单原子Pd的密度增加，氧空穴形成能的能量降低，同时CO、O₂吸附能保持不变，因此进一步验证单原子Pd催化活性的提高来自于Pd活化晶格氧。通过原子价态、自旋密度分析揭示了活性位点的Pd为[PdO₄]立方结构的过度氧化状态Pd^>2+，通过XAS表征验证Pd原子的价态>+2，与之配位的氧原子价态处于不饱和状态，因此[PdO₄]表现优异的氧化性。当单原子Pd浓度提高，[PdO₄]浓度则更加，同时[PdO₄]氧化性提高。

（2）

同时需要指出的是，这种协同作用导致将Pd的原子密度增加至一定的数值后，将导致活性氧完全消除因此导致反应速率降低。以上相关研究结果结合相关计算化学模拟，说明通过调节单原子位点浓度能够对还原型氧化物基底上的单原子催化活性能够进行调节。

参考文献

Yongseon Kim, Greg Collinge, Mal-Soon Lee, Konstantin Khivantsev, Sung June Cho,* Vassiliki-Alexandra Glezakou, Roger Rousseau,* Janos Szanyi,* Ja Hun Kwak,* Are All Single Atoms Created Equal? Surface Density Dependent Catalytic Activity of Single Pd Atoms Supported on Ceria, Angew. Chem. Int. Ed. 2021

DOI: 10.1002/anie.202105750

https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202105750