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單原子合金（SAA）具有合金和單原子兩種優(yōu)勢，因此成為創(chuàng)新的電催化劑類型。SAA單原子合金的這種特點使得其表現(xiàn)以往無法達到的催化活性，但是目前缺乏理性設(shè)計SAA電催化劑的指導(dǎo)思想。

有鑒于此，東南大學(xué)王金蘭教授、凌崇益副教授等提出一種稱之為單原子飽和（S_SA）的設(shè)計原理，定量表征SAA單原子合金催化劑的不同中間體的結(jié)合強度，因此能夠快速定量的對SAA對各種反應(yīng)的催化活性進行快速評價。

本文要點：

（1）

S_SA是通過單原子的電子結(jié)構(gòu)（d電子占據(jù)飽和性）和幾何結(jié)構(gòu)（配位飽和度）以及載體原子的類型，中間體吸附結(jié)構(gòu)得到。

基于S_SA得到的結(jié)果，預(yù)測Pd₁Cu(111)、Ru₁Cu(111)、Ir₁Ag(111)、Pt₁Ag(111)、Pt₁Cu(111)有可能分別具有優(yōu)異的CO₂還原性能、N₂還原性能、O₂還原性能、制備H₂性能。并且這個預(yù)測結(jié)果得到相關(guān)實驗驗證。此外，S_SA能夠用于氮摻雜石墨烯載體修飾的單原子催化劑，并且得到非常高的準確性。

（2）

總之，單原子飽和性（single atom saturation）是一個簡單、可解釋、普適性的描述符，有助于理解SAA單原子催化劑在各種反應(yīng)中的結(jié)構(gòu)-活性關(guān)系。通過這個結(jié)構(gòu)-活性關(guān)系有助于設(shè)計性能優(yōu)異的單原子位點催化劑提供簡單的基本原理。

參考文獻

Chunjin Ren, Yu Cui, Qiang Li, Chongyi Ling*, and Jinlan Wang*, Single-Atom Saturation: A Fundamental Principle for Single-Atom-Site Catalyst Design, J. Am. Chem. Soc. 2025

DOI: 10.1021/jacs.5c00643

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c00643