单原子催化剂（SAC）等单位点催化剂的发展已经显示出贵金属利用率高、金属载体界面性质可调等优点。然而，人们对于非合金金属单原子在金属载体上的修饰还缺乏基本的认识。

近日，加州大学圣地亚哥分校Zheng Chen，哥伦比亚大学陈经广教授，庆北大学Sang-Il Choi，佛罗里达农工大学Shyam Kattel成功地在铂（Pt）纳米立方体(100)表面控制合成了分散的部分氧化的Rh单一位点（Rh_atO-Pt NCs）。

文章要点

1）众所周知，与Pt(111)和Pt(110)相比，Pt(100)表面表现出更高的乙醇转化率，但由于C-C键断裂动力学受阻，它更倾向于部分氧化生成乙酸（CH₃COOH）。基于此，研究人员对Rh_atO-Pt NCs进行了EOR测试，以了解Rh_atO在促进乙醇氧化为CO₂方面的独特作用。此外，还制备了部分氧化的Rh团簇修饰的Pt NCs（Rh_clO-Pt NCs）、Pt NCs和商品化的PtC。

2）实验结果显示，将Rh_atO-Pt NCs负载于碳载体（Rh_atO-Pt NCs/C）后制备的催化剂在所有制备的电催化剂中表现出最高的EOR活性。在0.75V下，Rh_atO-Pt NCs/C的电流密度分别是Rh_clO-Pt NCs /C、Pt NCs/C和商品化PtC的1.5、4.2和11.4倍。最重要的是，Rh_atO的修饰使得Rh_atO-Pt NCs/C电催化剂能够打破乙醇的C-C键，从而在创纪录的低起始和宽电位区域（0.35~0.75 V）获得>99.9%的CO₂选择性。

3）此外，红外反射吸收光谱(IRRAS)、X射线吸收精细结构(XAFS)和密度泛函理论(DFT)计算表明，Rh单原子位点可以促进C-C键的断裂和*CO中间体的去除，提高了EOR性能。

工作表明，在形状可控的纳米催化剂上，部分氧化的Rh_at-O活性中心是一种独特的SAC，与传统的纳米催化剂相比，在EOR等复杂反应中可以显著提高催化剂活性和选择性。

参考文献

Qiaowan Chang, et al, Achieving complete electrooxidation of ethanol by single atomic Rh decoration of Pt nanocubes, PNAS, 2022

DOI：10.1073/pnas.2112109119

https://doi.org/10.1073/pnas.2112109119