原子級分散的貴金屬催化劑由于其高原子利用效率而表現出更高的催化活性。為了制備單原子催化劑，一般有以下幾種方法：
1）降低金屬負載量
2）提高金屬-載體相互作用
3）利用載體上的空位或缺陷
整體來說，目前原子級分散催化劑主要存在以下兩大挑戰(zhàn)：
1）提高金屬負載量：為了保證單原子不會團聚成納米顆粒，目前原子級分散催化劑的金屬負載量普遍較低，一般來說小于0.5%，因此不適合實際工業(yè)催化應用。
2）機理研究：弄清楚原子級分散催化劑是否提供特殊的活性位點，或者說，是否和傳統(tǒng)催化劑經歷同樣的催化路徑。
有鑒于此，廈門大學鄭南峰教授和傅鋼副教授及其合作團隊在Science報道了一種室溫制備高含量的、高穩(wěn)定性的原子級分散Pd1/TiO2催化劑的光化學方法。本文第一作者劉朋昕博士等人利用光催化沉積在乙二醇保護的TiO2納米片上成功實現了單原子Pd的穩(wěn)定分散，Pd負載量高達1.5%。
圖1. 原子級分散Pd1/TiO2催化劑的制備方法
（PS：就這么簡單？簡直不敢相信！為什么我沒有想到這個？cry！）
圖2. 原子級分散Pd1/TiO2催化劑的形貌與結構表征
研究發(fā)現，這種單原子Pd1/TiO2催化劑能夠通過不同于傳統(tǒng)異相催化劑的異裂分解新路徑活化氫氣，對C=C和C=O雙鍵的氫化表現出很好的活性。該催化劑催化氫化苯乙烯的TOF是商業(yè)Pd/C催化劑的9倍。而且，歷經20次循環(huán)之后，催化劑活性并沒有發(fā)生明顯降低。另外，研究人員還發(fā)現，由于這種獨特的活化氫氣的路徑，使得該單原子Pd1/TiO2催化劑催化氫化苯甲醛具有超高活性，其TOF是商業(yè)Pd/C催化劑的55倍！
圖3. Pd1/TiO2催化劑對苯乙烯氫化的催化效果
圖4. Pd1/TiO2催化劑的催化氫化機理
總之，這項工作
1）實現了高負載量、高穩(wěn)定性原子級分散貴金屬催化劑的制備，為廉價而又高效的原子級分散貴金屬催化劑走向實際工業(yè)應用做出了重要貢獻；
2）深入研究了其與眾不同的催化活性位點和催化路徑，是原子級分散貴金屬催化劑研究領域的重大突破！
圖5. Pd1/TiO2催化劑填補理論和實際的鴻溝
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