由于单原子催化剂具有独特的电子结构和优异的化学反应催化活性，因此单原子催化剂受到人们的广泛关注。但是目前人们缺乏在合适基底上高效率制备高密度单原子催化剂的普适性方法，导致目前单原子催化剂仍难以得到工业化应用。

有鉴于此，湖南大学谭勇文（Yongwen Tan）等报道一种通过快速溶解-淬火方法的高通量制备单原子催化剂方法，在纳米多孔金属基底上实现了质量比高达9.7 wt. %（单原子比例高达2.6 at. %）的单原子催化剂，比现有的方法学提高好几倍。

本文要点

（1）

单原子Pt-Co₂P的合成(Pt/np-Co₂P)。首先在Co₂P上沉积H₂PtCl₆，用于改善还原和原子分散度。随后将Co和Co₂P-H₂PtCl₆研磨混合，在Ar气氛中煅烧三圈，H₂PtCl₆能够被非贵金属Co还原，并得到均匀的合金。然后，通过快速淬灭-再熔融步骤过程得到Pt/Co₈₄P₁₆纳米带，其中通过快速淬火的方式避免Pt原子团聚。

（2）

与目前发展的担载于碳基材料上的单原子催化剂相比，这种高温熔融-快速淬火方法能够得到多种多样的单原子-纳米多孔金属结合材料，并且在水合肼氧化辅助制氢反应中取得优异的催化活性。通过相图和标准电极电势理论，能够合成各种单金属/多金属形式的单原子催化剂。这种合成方法中能够使用自动化操作方式，为设计和制备不同金属成分和担载材料的特定单原子催化剂提供一种操作简单并且具有普适性的方法，促进了单原子催化剂在能源技术领域的应用和发展。

（3）

机理研究。机理表征结果显示，合成策略使用的高温熔融方式提供液相反应环境，并且为形成原子级分散的金属提供所需活化能；随后的快速淬火过程将高温产生的单金属钉扎固定，并且稳定其配位环境。高温环境使得活化金属并且以单原子形式溶解到合金相，快速淬火能够限制金属原子在晶化过程中的热运动，因此能够将单原子钉扎在相分离合金的金属互化物晶相。通过选择性化学刻蚀能够进一步制备双连续纳米多孔金属互化物。这种相分离合金设计策略能够使得能够通过选择性化学刻蚀其中的某种特定金属相，从而合成双连续结构纳米多孔单原子合金，克服高温合成难以得到纳米材料的局限性。

参考文献

Kang Jiang, Zhixiao Liu, Ying-Rui Lu, Mengjia Wang, Dechao Chen, Lebin Cai, Ting-Shan Chan, Pan Liu, Anlian Pan, Yongwen Tan, Rapid Melt-Quenching Enables General Synthesis of High-Loading Single-Atom Catalysts with Bicontinuous Nanoporous Structure, Adv. Mater. 2022

DOI: 10.1002/adma.202207850

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202207850