单原子金属纳米粒子是一种新型的催化剂。

近日，哈工大Jiajun Wang，西安大略大学孙学良院士，中国科学院物理研究所Dong Su利用选择性ALD技术合成了Ru单原子与PtNi纳米粒子表面空腔耦合的杂化催化剂（Ru-ca-PtNi），其中Ru单原子被单独捕获在凹畴中。该催化剂显示出2.01 A mg^-1_Pt 的显著提高的MOR峰值质量活性，，与商业Pt/C相比，提高了5.8倍。

文章要点

1）透射电子显微镜结果表明，与其中Ru单原子位于PtNi NP(Ru-su-PtNi)的光滑表面上的参考催化剂相比，Ru单原子锚定在Ru-ca-PtNi中的凹域中。

2）根据operando FTIR分析和密度泛函理论(DFT)计算，Ru单原子-腔协同耦合通过优化d带中心位置有效地加速了CO去除。此外，理论分析表明，被空穴俘获的Ru原子具有高扩散势垒，从而解释了Ru-ca-PtNi的稳定性显著增强的原因。

这项工作揭示了单原子-腔耦合机制，以提高单原子催化剂的活性和稳定性。

参考文献

Fanpeng Kong, et al, Selectively Coupling Ru Single Atoms to PtNi Concavities for High-Performance Methanol Oxidation via d-Band Center Regulation, Angew. Chem. Int. Ed. 2022

DOI: 10.1002/anie.202207524

https://doi.org/10.1002/anie.202207524