单原子催化剂（SACs）具有优异的催化性能和最大的原子利用率，是多相催化研究的新前沿。然而，单原子往往以极化电子密度键合在载体上，从而表现出高价态，这限制了它们在诸多化学转化中的催化范围。

近日，新加坡国立大学吕炯教授，Chun Zhang，深圳大学苏陈良教授，新加坡科技研究局（A*STAR）Ming Lin报道了将2D黑磷（BP）作为巨型磷（P）配体通过原子层沉积（ALD）负载的高密度的单原子（如Pd₁，Pt₁）。

文章要点

1）研究人员发现，与其他2D材料不同的是，BP具有相对较低的电负性和弯曲的结构，有利于稳健的零价Pd SACs在空位上得到较强的锚定。

2）研究发现，金属Pd₁/BP SAC显示苯乙炔高选择性地半加氢成苯乙烯，这与促进完全氢化产物的形成的金属Pd纳米颗粒催化剂明显不同。

3）密度泛函理论（DFT）计算表明，Pd原子与相邻的P原子形成类共价键，其中H原子倾向于吸附，有助于H₂的解离吸附。受限空间中的零价Pd更有利于合成半氢化产物而不是合成完全氢化的产物。

这项工作为在BP上合成零价SACs用于有机转化提供了一条新的途径。

参考文献

Cheng Chen, et al, Zero-Valent Palladium Single-Atoms Catalysts Confined in Black Phosphorus for Efficient Semi-Hydrogenation, Adv. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adma.202008471

https://doi.org/10.1002/adma.202008471