借助各种合成方法，表征技术和计算模型，对具有精心控制性质的原子高效催化剂的研究推动了单原子催化剂（SAC）的发展。SAC具有独特的氧化，氢化和电催化反应能力，通过改变组成可以优化活性和选择性。然而，红外和X射线光谱等表征方法不能在原子尺度上直接观察。透射电子显微镜（TEM）的进展，包括像差校正，单色仪，环境TEM和基于原位载体的微机电系统，改善了催化研究，使研究人员能够窥探以前不可用的体系，观察原子处的关键结构和化学信息。

有鉴于此，美国加州大学尔湾分校潘晓晴(Xiaoqing Pan)教授等人，综述了TEM技术在获取SAC的位置、键合特性、均匀性和稳定性方面的最新进展和应用。最后对TEM在SAC研究中的进一步发展所面临的挑战和机遇进行了评述。

本文要点

1）像差校正后的TEM成像通常可达到亚埃级分辨率，以揭示材料的原子结构。TEM光谱以优异的空间分辨率提供了有关局部组成，化学键，电子性质以及原子/分子振动的补充信息。原位/operando TEM可以在反应条件下直接观察SAC的演化。

2）随着使用TEM进行SAC表征和分析变得越来越普遍，提出了一个报告实验条件和数据的一般规则。成像时应报告显微镜参数，如显微镜标识、加速电压、束流和像素停留时间(或总曝光时间)。此外，对于低损耗EELS光谱，能量分辨率应该被报道。必要时，应包括其他实验参数，例如加热曲线或气体混合物，以进行原位实验。为便于比较，应提供任何经过修饰的图像的原始图像（应仔细进行处理以避免模糊重要的特征）。通过图像系列和/或样品在电子束中的长时间曝光，应在支持信息中包括证明电子束不会引起样品变化的证明（除非这是实验的目的）。

3）由于显微镜观察的视野较小，经常会遇到实验观察结果是否能代表整个样品的问题。在显微镜下可以对多个相似环境的区域进行分析，对实验行为进行统计分析。另外，可以包括显示没有聚集的低倍率图像。最后，建模可以作为对观察到的SAC位点的补充确认。当在出版物中展示TEM图像时，通常使用箭头和圆圈来强调图像中关注的区域。这有助于将读者的目光迅速引向图像的正确区域。但是，应谨慎使用这种强调，以避免模糊重要的信息。

参考文献：

Peter Tieu et al. Directly Probing the Local Coordination, Charge State, and Stability of Single Atom Catalysts by Advanced Electron Microscopy: A Review. Small, 2021.

DOI: 10.1002/smll.202006482

https://doi.org/10.1002/smll.202006482