大量的原位表征研究致力于揭示单原子催化剂(SACs)的催化机理,为其合理设计提供了理论基础。尽管相关研究相对有限,但是SACs在长期运行条件下的稳定性同样重要,这也是其在燃料电池和水电解槽等实际能源应用中的先决条件。最近,关于SACs稳定性损失和SACs再生的原位表征研究不断增长,但是仍然缺乏及时、全面的总结,难以为催化领域提供有价值的见解和研究方向。
有鉴于此,清华大学王定胜教授、庄泽超、江苏大学李海涛教授、中国科学院上海高等研究院Tao Gan等报道SACs单原子催化剂稳定性不足的相关研究进展。
本文要点:
(1)
这项综述总结了SACs催化剂的稳定性损失的机理和再生策略的最新进展,特别强调研究SAC催化剂采用的各种先进表征技术。通过讨论长期运行情况中的活性位点、配位环境、载体和反应条件的失效等问题,确定了导致SACs稳定性衰减的因素。然后,介绍SACs的主要再生策略,包括再分散、表面毒化脱附和暴露次表面活性位点。此外,讨论了原位和非原位表征技术的优缺点。
(2)
提出了未来SAC催化剂的研究方向,有助于构建结构-稳定性关系并指导和设计更加稳定的SACs。
参考文献
Zhiquan Lang, Xixi Wang, Sobia Jabeen, Yuanyuan Cheng, Naiyun Liu, Zhenhui Liu, Tao Gan, Zechao Zhuang, Haitao Li, Dingsheng Wang, Destabilization of Single-Atom Catalysts: Characterization, Mechanisms, and Regeneration Strategies, Adv. Mater. 2025
DOI: 10.1002/adma.202418942
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202418942