调整金属基催化剂的电子结构，可以优化催化剂的催化活性。然而，由于单一原子的电子结构不变，而且很难达到定制合金颗粒的尺寸限制，在原子尺度上精确地调制其电子结构仍然具有挑战性。

近日，中国石油大学（北京）Ying Yang，燕山大学孙科举教授，北京工业大学李昂报道了通过热解具有可调Ru含量的ZIF67，合成了一种RuCo单原子合金（SAA）催化剂，其具有精确定制的限制在Co晶格中的富电子Ru原子。

文章要点

1）研究人员通过像差校正扫描透射电子显微镜、高能X射线衍射、X射线光电子能谱和X射线吸收精细结构等多种表征手段对RuCo SAAs的结构进行了研究。

2）实验结果表明，Ru原子含量较高的RuCo SAAs具有较高的乙酰丙酸（LA）加氢制γ-戊内酯的催化活性，其周转频率最高可达3500 h⁻¹，是目前最先进的5 wt% Ru/C催化剂的27倍，远高于缺电子的Ru单原子和含Ru合金颗粒。

3）实验研究和计算模拟相结合的结果表明，出色的催化活性来源于本征RuCo SAA活性中心，其中富电子的Ru单原子促进了C=O/H₂的吸附和解离，特别是促进了LA加氢制γ-C，是LA加氢的速率决定步骤。

这项研究将有助于在原子尺度上精确调整电子结构，并为开发用于生物质转化的SAA催化剂提供一定指导。

参考文献

Shuai Shao, et al, Electron-Rich Ruthenium Single-Atom Alloy for Aqueous Levulinic Acid Hydrogenation, ACS Catal.2021

DOI: 10.1021/acscatal.1c03004

https://doi.org/10.1021/acscatal.1c03004