金属有机骨架（MOFs）材料由于其结构多样性、固有孔隙率和可设计性，为制备单原子催化剂提供了很好的平台。然而，由于表征方法的限制和缺乏直接的结构信息，精准识别原子分散金属中心的明确识别和阐明它们在催化中的作用仍然极具挑战性。

近日，英国曼彻斯特大学杨四海教授，Martin Schröder，Daniel Lee报道了UiO-66中原子分散的Cu位点在常温下催化还原NO₂的结构和作用的综合研究。

文章要点

1）大角度环形暗场扫描透射电子显微镜、电子顺磁共振光谱和非弹性中子散射证实了Cu原子在UiO-66上的分散，并通过中子粉末衍射和固体核磁共振光谱确定了Cu原子在UiO-66上的位置。

2）Cu/UiO-66催化剂在不使用还原助剂的情况下，在25 °C下对NO₂还原表现出优异的催化性能。在低温等离子体活化条件下，在NO₂转化率97%、寿命超过50 h、周转频率为6.1 h^-1的条件下，N₂的选择性为88%。

3）研究人员通过红外光谱、固体核磁共振和EPR光谱揭示了Cu/UiO-66催化剂中Cu位点在NO₂分子吸附和活化过程中的重要作用，形成了促进NO₂向N₂转化的{Cu(I)···NO}和{Cu···NO₂}加合物。

本研究将对新型高效单原子催化剂在催化中的作用进行深入研究，为进一步设计和研究新型高效的单原子催化剂奠定了基础。

参考文献

Yujie Ma, et al, Atomically Dispersed Copper Sites in a Metal−Organic Framework for Reduction of Nitrogen Dioxide, J. Am. Chem. Soc., 2021

DOI: 10.1021/jacs.1c03036

https://doi.org/10.1021/jacs.1c03036