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国际材料领域顶级期刊《Adv. Mater.》发表《Matching Bidentate Ligand Anchoring: an Accurate Control Strategy for Stable Single-Atom/ZIF Nanocatalysts》文章，安徽大学材料科学与工程博士后流动站貟亚培博士为论文第一作者，安徽大学盛鸿婷教授、朱满洲教授与北京科技大学胡淑贤教授为共同通讯作者。

单原子催化剂（SACs）虽然具有最大的原子效率和最多的界面位，但高载量的单原子在高温或还原条件下，表面自由能的急剧增加使其易于快速聚集成大的纳米颗粒。因此，在工业应用中使用SACs存在两个主要瓶颈：增加金属负载和拥有可控的配位环境。众所周知，SACs的稳定性和性能的调控与金属-载体相互作用密切相关，这可能是解决上述瓶颈问题的重要途径。具有精确多孔结构和可调成分的金属有机框架(MOFs)被认为是稳定SACs的理想平台，为先进催化剂的合理设计提供了更深入的构效关系研究平台。尽管MOF中存在局部孔隙，但MOF与金属离子前驱体之间的弱相互作用在大多数情况下仍不足以锚定大量孤立的金属原子。因此，亟需开发一种新型温和的合成策略以获得具有高负载和稳定的SA/MOF复合材料。

图：Cu SA/ZIF的制备过程

基于此，安徽大学先进材料原子工程研究中心盛鸿婷、朱满洲教授团队与北京科技大学胡淑娴教授、中国科学技术大学姚涛教授合作发展了双齿配体（MBL）匹配锚定策略，构建了配位环境可调的CuN4SA（Cu负载范围为0.4 ~ 15.4 wt%）。该研究所制备的Cu SA/ZIF（0.4 wt%）（ZIF为与双齿N配体相匹配的沸石型咪唑酸骨架）纳米复合材料在光照下表现出优异的苯乙炔均相耦合性能（TON = 580，选择性˃99%），比Cu SA/NC-800（NC = N掺杂多孔碳）高22倍。实验和密度泛函理论计算证实，采用MBL锚定策略形成的特定Cu五元环是孤立Cu原子固定的关键。该策略为金属单原子/MOF的构建提供了基础，有望缩小实验和理论催化之间的差距，Fe SA/ZIF和Ni SA/ZIF的成功制备进一步证实了这一观点。

来源：安徽大学

论文链接

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202209561?af=R

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