“碳中和”背景下CO2和CH4兩種溫室氣體的催化轉化是近年來催化領域的研究熱點。然而，CO2和CH4都屬于惰性分子，具有高解離能和低極化性，難以活化轉化。迄今為止，研究者們一直致力于構建用于甲烷和二氧化碳轉化的高性能催化劑，包括異質結、合金、單原子材料以及其他新型材料。考慮到傳統單原子催化劑中活性原子的高利用率和合金材料中多金屬間的協同效應，單原子合金（SAA，Single-atom alloys）將兩者的優勢相結合，被證明可以提高特定環境中的催化性能及穩定性，成為了一種具有前景的催化材料。與非金屬載體上的孤立金屬位點相比，SAAs中的單原子位點因受到宿主金屬的電子結構調控而更加穩固，與宿主原子位點的協同作用而更適合于多分子催化反應過程。與傳統合金相比，SAAs在保持類自由原子電子特性的同時，最大限度地提高了活性原子利用率。此外，由于反應物分子的活化和中間體的吸附往往處于SAAs的不同金屬位點，從而可以打破反應活化能與吸附能的線性比例關系，提升催化轉化效率。盡管SAAs材料在CO2和CH4催化轉化中展現了獨特的優勢和廣闊的前景，然而，構建SAAs結構實現CO2和CH4分子的高效活化和產物選擇性調控仍具有挑戰性。
有鑒于此，華東理工大學張金龍、吳仕群等綜述報道單原子合金在甲烷和二氧化碳催化轉化領域的最新進展。
參考文獻
Chengxuan He, Yalin Gong, Songting Li, Jiaxin Wu, Zhaojun Lu, Qixin Li, Lingzhi Wang, Shiqun Wu, Jinlong Zhang, Single-Atom Alloys Materials for CO2 and CH4 Catalytic Conversion, Adv. Mater. 2024
DOI: 10.1002/adma.202311628
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202311628
