单一金属原子位点的控制在单原子催化剂领域得到了广泛的研究。相比之下，对载体材料中介孔结构的精确控制却被忽略了，这种结构与质量扩散直接相关，并可能在提供工业相关的反应速率方面发挥主导作用。鉴于此，莱斯大学汪昊田教授等报告了一种合成单原子催化剂的通用方法，该方法可以控制单原子位点的原子结构以及碳载体的介孔结构，以优化催化性能。该方法实现了不同金属中心（Ni、Co、Mn、Zn、Cu、Sc和Fe）的各种组合以及碳载体上二维和三维传质通道的合成。以CO₂电催化还原为CO为例，具有三维扩散通道的镍单原子催化剂提供了350 mA cm^-2的实用电流，同时保持了93%的CO法拉达效率，与具有二维扩散通道的镍单原子催化剂相比，TOF值提高了六倍。

本文要点：

（1）报告了一种通用的单原子（SACs）合成方法，可以灵活控制单原子位点的原子结构以及碳载体的介孔结构，以优化催化性能。在不同类型的硬模板的帮助下，成功地合成了一系列M-SACs（M = Ni, Co, Mn, Zn, Cu, Sc和Fe）以及多元M-SACs，包括二元、三元、四元到多达七个不同的金属中心的单原子活性位点催化剂。更重要的是，通过调整硬模板的介孔结构，能够以三维（3D）或二维（2D）的方式控制碳载体中的质量扩散，从而获得对催化剂反应活性的控制，特别是在大反应速率下。

（2）证明了Ni-SACs中的这种微观结构控制对电催化二氧化碳还原的重大影响：具有三维扩散通道的Ni-SACs在350 mA cm^-2的工业相关的大电流密度下保持了90%以上的CO法拉第效率，证明了SACs中载体的微观结构调整对其未来工业应用的重要性。