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二維（2D）層狀材料已證明是錨定單個(gè)和孤立金屬原子以充當(dāng)活性單原子催化劑（SACs）的關(guān)鍵平臺(tái)。因此，單個(gè)原子的準(zhǔn)確位置對(duì)于理解錨定在2D層狀材料上SACs的反應(yīng)機(jī)理和設(shè)計(jì)至關(guān)重要。但是，制備具有精確位置的SACs仍然是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。這篇綜述重點(diǎn)介紹了SAC的制備、表征和催化性能方面的最新進(jìn)展，重點(diǎn)關(guān)注了錨定在石墨烯以外二維層狀材料上的單原子。這些2D材料包括過渡金屬二鹵化物、層狀雙氫氧化物和MXenes。重要討論了雜質(zhì)這一主題，因?yàn)檫@些雜質(zhì)存在的比例甚至比二維層狀材料中的單原子更高。討論了各種電化學(xué)能量應(yīng)用，其中SACs發(fā)揮了關(guān)鍵作用，包括水分解和二氧化碳還原。最后，本篇綜述提供了二維表面上單金屬原子的最新應(yīng)用和發(fā)展前景，這為調(diào)節(jié)活性位點(diǎn)和優(yōu)化電催化劑的活性、選擇性和穩(wěn)定性提供了獨(dú)特的機(jī)會(huì)。 

Figure 1. SAC@2D用作析氫催化劑的性能。

Figure 2. SAC@2D作為析氧催化劑的性能。

Figure 3. ORR和CO₂RR的催化劑實(shí)例。

Figure 4. SAC@2D對(duì)肼氧化的催化性能。

Figure 5. SA@2D材料與其他報(bào)道的催化劑之間的水分解性能比較。 

    相關(guān)研究成果于2020年由布拉格化學(xué)技術(shù)學(xué)院Rui Gusm?o, Martin Vesely和Zdenek Sofěr課題組，發(fā)表在ACS Catalysis（dx.doi.org/10.1021/acscatal.0c02388）上。原文：Recent Developments on the Single Atom Supported at 2D Materials Beyond Graphene as Catalysts。