单原子催化剂（SACs）已被广泛研究用于除电化学醇氧化以外的几种电催化反应。
近日，香港科技大学Francesco Ciucci报道了使用简单的浸渍-吸附方法在RuO2载体上负载上原子分散的Pt催化剂（Pt1/RuO2）。
文章要点
1）Pt1/RuO2催化剂的高角环形暗场（HAADF）扫描透射电子显微镜（STEM）图像显示，单个Pt原子随机分散在RuO2上。Pt1/RuO2的HAADF-STEM放大图像表明，Pt原子正好取代了Ru。相应的元素图谱表明，Pt、Ru和O均匀分布在整个Pt1/RuO2样品中。此外，利用X射线吸收精细结构（XAFS）和X射线光电子能谱（XPS）研究了Pt1/RuO2中Pt单原子的配位和电子构型。
2）研究发现，Pt1/RuO2催化剂在碱性介质中对甲醇氧化具有良好的电催化活性，其质量活性是商用Pt/C的15.3倍（6766对441 mA mg-1Pt）。相反，炭黑上的单原子Pt单原子则不具备活性。此外，Pt1/RuO2的质量活性优于以往开发的大多数Pt基催化剂。同时，Pt1/RuO2对CO中毒有较高的耐受性，具有良好的催化稳定性。
3）从头算模拟和实验表明，与Pt-C和Pt-Ru相比，Pt1/RuO2中的Pt-O3f（3倍配位键合的O）-Rucus(配位不饱和Ru)键的存在有利于甲醇的电化学脱氢，相比Pt-C和Pt-Ru，具有较低的能垒和起始电位。
参考文献
Zhang, Z., Liu, J., Wang, J. et al. Single-atom catalyst for high-performance methanol oxidation. Nat Commun 12, 5235 (2021).
DOI: 10.1038/s41467-021-25562-y
https://doi.org/10.1038/s41467-021-25562-y
