精確操控不對稱配位構型并研究電子效應，能夠調節單原子催化劑（SACs）的本征氧還原反應（ORR）活性。然而，由于配位不對稱性與催化活性之間缺乏明確關系，使得SACs的理性設計模糊不清。
有鑒于此，海南大學鄧意達教授、天津大學鄭學榮、維也納工業大學Günther Rupprechter等報道提出了“不對稱度”概念（asymmetry degree），用于定量描述不對稱配位結構的構型，評估Fe SACs催化劑的活性基團的有效性。
本文要點：
（1）
這項研究建立了一個理論框架，通過構建一系列在第一或第二配位層摻雜非金屬原子（B、P、S、Se和Te）的鐵基SAC模型，闡明不對稱度與ORR活性之間的火山型關系，這與Sabatier原理相符。隨后，利用不對稱度對預測的鐵不對稱活性基團的ORR活性進行實驗驗證。
（2）
理論計算和實驗相結合的結果表明，具有適度不對稱度的單原子基團展現出最佳的本征ORR活性，因為打破FeN4的平面正方形對稱性可以改變Fe 3d軌道的電子排布，優化中間體的吸附-脫附強度，進而增強本征ORR活性。這種從幾何和電子層面對于催化活性的基礎認知，為設計具有不對稱構型的高性能SACs提供更加合理的指導和幫助。
參考文獻
Yanhui Cao, Yuan Liu, Xuerong Zheng, Jingxia Yang, Haozhi Wang, Jinfeng Zhang, Xiaopeng Han, Yida Deng, Günther Rupprechter, Wenbin Hu, Quantifying Asymmetric Coordination to Correlate Oxygen Reduction Activity in Fe‐Based Single‐Atom Catalysts, Angew. Chem. Int. Ed. 2025
DOI: 10.1002/anie.202423556
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.202423556
