引导单原子占据载体材料中的特定晶格位置，并将由此导致的原子配位结构变化与催化活性相关联，对于合理设计高性能单原子催化剂（SACs）至关重要。

近日，东北石油大学吴红军教授，加州大学欧文分校Xiaoqing Pan，圣地亚哥州立大学Jing Gu对于相同的Cu SA，确定了1T相二硫化钼（MoS₂）上的两种配位结构。

文章要点

1）在吸附模型中，Cu SA以三方锥形构型（Cu_ads@MoS₂）配位到最外层的硫(S)平面上，而在取代模型中，Cu SA被Mo原子（Cu_sub@MoS₂）取代，与1T-MoS₂中的6个S原子以八面体配位。有趣的是，在这两个配位模型中，Cu(I)和Cu(II)SA同时存在。

2）在酸性条件下（0.5 M H₂SO₄），Cu_ads@MoS₂（173 mV）和Cu_sub@MoS₂（160 MV）显著低于1T-MoS₂（235 MV）用于析氢反应（HER）的过电位（10 mA cm⁻²）。

3）理论结果还表明，不同的配位结构会导致不同的活性中心，其中在Cu_ads@MoS2中，Cu SA是活性中心，而在Cu_sub@MoS₂中，与Cu SA最邻近的S原子是主要的活性中心。

准确测定SAs的原子配位结构，揭示其结构−性能关系，对于指导今后SAs的几何和结构研究具有重要意义。

参考文献

Zhida Li, et al, Manipulating Coordination Structures of Mixed-Valence Copper Single Atoms on 1T-MoS₂ for Efficient Hydrogen Evolution, ACS Catal. 2022

DOI: 10.1021/acscatal.2c00759

https://doi.org/10.1021/acscatal.2c00759