近日，我校前沿科学研究院周正副研究员与国家纳米中心赵慎龙教授合作，在国际知名期刊Chem上发表了题为“Coordination Engineering in Single-Site Catalysts: General Principles, Characterizations, and Recent Advances”的论文成果。Chem是大化学领域的顶级期刊，也是Cell旗下的大子刊，2023年度影响因子为23.5。

单一活性位点是单原子催化剂（SSCs）的基本结构单元，这种独特结构使得SSCs区别于其他传统催化剂。SSCs的物化性质对其配位环境高度敏感，包括周围原子的配位类型、数量和壳层等。这一特性决定了SSCs的合成与理化性质调控只能通过配位工程来实现。尽管有一些综述文章根据配位阴离子的类型或金属-基底相互作用的形式进行了分类论述，但并未从配位调控的机制总结出一般性原理，以深入探讨每种策略对配位环境的影响和效果。针对上述难题，本文全面总结和解析配位环境与SSCs催化活性之间的内在相关性，从配位合成到高级表征再到理论计算进行了系统归纳。

本文要点1：总结了近年来先进配位合成策略的基本原理并指明了各个策略特点，包括空间束缚、缺陷工程、高温热解/迁移、电流置换、电化学沉积和低温光化学还原等。尤其强调了这些策略在解决SSCs合成技术难题方面的创新性和当前的局限性。

图1. SSCs的先进合成方法：A). 空间束缚；B).缺陷工程；C). 高温热解/迁移；D). 电流置换；E). 电化学沉积；F). 低温光化学还原。

本文要点2：详细介绍了先进显微镜和光谱表征技术在研究SSCs结构-性能关系中的关键作用，尤其强调了实时催化进程中原位表征和理论计算的相互结合，以深入探究催化反应机理。

图2. 用于SSCs的先进表征技术：A). XRD；B).HRTEM,；C). HAADF-STEM；D). MAS-NMR；E). EXAFS；F). XANES；G). 原位XANES；H). 原位EXAFS；I). 原位Raman；J). 原位ATR-FTIRS。

本文要点3：对当前种类繁多的配位工程策略进行了统一归纳，包括第一壳层配位、第二/更高壳层配位、不饱和配位、双位点协同工程，并阐明了每种策略对金属活性中心配位环境的调控机制，从而深入揭示了配位环境与催化活性之间的内在联系。

图3. 调控SSCs配位环境的四大配位工程策略：第一壳层配位、第二/更高壳层配位、不饱和配位、双位点协同工程。

本文要点4： 根据金属-基底相互作用的类别，对SSCs的近期进展进行了综述，并在现有成果和基础上对其前景和未来的研究方向进行了展望。

图4. 不同基底材料对SSCs金属位点的锚定及其对单一活性位点配位环境的影响。

周正副研究员简介：十大正规足球外围网站特聘副研究员。悉尼大学博士、博士后。研究领域侧重于设计和开发新型纳米原子结构材料，并将纳米级微观材料组装为宏观结构的功能材料。主要应用领域涉及清洁能源和水，包括金属-空气电池、催化剂和能量转换催化等。目前以第一/通讯作者身份在国际知名期刊发表多篇论文，包括Chem，Adv. Mater. (ESI高被引)，Energy Environ. Sci. (ESI高被引)，Small，J. Mater. Chem. A等。