原子分散催化剂是催化科学领域中的新兴材料。与原子利用率较低的纳米颗粒催化剂相比，原子分散催化剂可以达到100%的理论原子利用率。迄今为止，实现原子分散催化剂在温和条件下的大规模合成仍具有挑战性，而降低反应温度可以极大地节省能源消耗，这是工业应用中的一个重要前提。因此，建立一个简单的策略，在温和的条件下大规模制备原子分散催化剂，对于它们的实际应用是非常有必要的。有鉴于此，复旦大学孔彪教授团队报道了一种通用的协同捕获-键合超组装策略，以在60℃的温和温度下，在微孔空位框架上获得原子分散的Pt、Ru、Au、Pd、Ir和Rh基单原子催化剂。其中原子分散的Pt基催化剂显示出优异的析氢性能，在1.0 M KOH和0.5 M H2SO4中的活性（过电位为50 mV）分别比市售的Pt/C催化剂高21.4倍和20.8倍。此外，超过100小时的超长稳定运行，为其实际应用提供了更大的潜力。相关研究工作日前发表于美国化学学会期刊Nano Letters上。类似于用网捕捉蜻蜓，金属离子可以被直径非常小的“网”捕捉，以避免聚集。受此启发，作者构建了一种通用的协同捕获-键合超组装（CBSA）策略，成功在60°C下实现了原子分散催化剂的合成。高温热解含有0.6 nm孔的ZIF-8，可使其微孔内的Zn原子蒸发，形成大量空位。热解后的材料浸入氯铂酸溶液后，孔隙可以捕获游离的[PtCl6]2-离子(~ 0.5 nm)。在60℃温度下，[PtCl6]2-可以与孔表面的空位结合，形成稳定的Pt-N结构，随后，Cl负离子与Pt正离子断裂，并从微孔中去除。作者对合成的Pt/MVF进行了相关的成分和结构的表征，电镜结果展现了Pt在框架中呈现原子级分散，而XAFS的拟合结果表明Pt/MVF中的Pt原子主要以Pt-N4的配位结构稳定存在。作者进一步验证了CBSA策略的普适性。EDX元素图谱显示每个催化剂中的金属元素分布均匀，球差校正电镜图像进一步证实了几种原子（Ru, Au, Pd, Ir 和Rh）分散催化剂的形成。这些结果表明，CBSA策略具有一定的普适性。为了评估原子级分散催化剂的析氢性能，作者分别在1.0 M KOH和0.5 M H2SO4水溶液中测试所制备的几种原子级分散催化剂和商用Pt/C（20 wt%）催化剂。其中Pt/MVF显示出优异的析氢性能，其活性约为市售的Pt/C催化剂的20倍，此外，Pt/MVF可以超长的稳定性运行超过100小时，为其实际应用提供了更大的潜力。理论计算表明，Pt-N4是Pt/MVF的活性位点，具有优异的析氢活性。在该工作中，孔彪教授团队开发了一种通用简单的，低成本协同捕获-键合超组装策略，该策略可在60°C下在微孔空位框架上合成原子分散催化剂（X/MVF，X=Pt，Ru，Au，Pd，Ir和Rh）。通过将窄孔的精确捕获和空位的稳定键合相结合，不仅简化了原子分散催化剂的合成过程，而且实现了对其在温和条件下的大规模制备。相关研究工作日前以“General Synergistic Capture-Bonding Superassemblyof Atomically Dispersed Catalysts on Micropore-Vacancy Frameworks”为题发表于美国化学学会期刊Nano Letters上。DOI：10.1021/acs.nanolett.2c00042 https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.2c00042孔彪，国家重点研发计划首席科学家、国家高层次人才专家、上海市高层次人才专家、复旦大学研究员/博士生导师、国家工程实验室副主任。主要开展超组装SAFs智能材料与器件制备集成，面向超组装软界面仿生材料设计及组装、软界面智能传感与探测芯片集成、新型微型化可植入感知器件构建、新型微型化可植入新能源器件构建的研究和应用开发，致力于为传感检测、软界面电子光电子器件、仿生软界面储能器件等领域提供高效可持续的软界面智能材料及器件。目前已发表包括Nature Chem.,Science Adv., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem., Adv. Mater.在内的SCI论文120余篇，总被引10000余次，H指数45。获上海市优秀发明选拔赛金奖、科技部重点专项优秀青年奖、联合国工发组织科学技术进步奖、上海市自然科学一等奖、孔子教育基金会优秀科学家奖、中国分析测试协会科学技术奖（CAIA奖）一等奖、上海市青少年发展创新市长奖、中国教育部“博士研究生学术新人奖”、“陶氏化学可持续发展创新奖”一等奖、澳大利亚Monash大学优秀博士论文校长奖、宝钢教育基金会特等奖等。任国际Frontiers系列刊物副主编，《中国化学快报》Chinese Chemical Letters（CCL）以及Mater Today Sustainability编委。
