二維（2D）層狀材料已證明是錨定單個和孤立金屬原子以充當活性單原子催化劑（SACs）的關鍵平臺。因此，單個原子的準確位置對于理解錨定在2D層狀材料上SACs的反應機理和設計至關重要。但是，制備具有精確位置的SACs仍然是一個巨大的挑戰(zhàn)。這篇綜述重點介紹了SAC的制備、表征和催化性能方面的最新進展，重點關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，因為這些雜質(zhì)存在的比例甚至比二維層狀材料中的單原子更高。討論了各種電化學能量應用，其中SACs發(fā)揮了關鍵作用，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用和發(fā)展前景，這為調(diào)節(jié)活性位點和優(yōu)化電催化劑的活性、選擇性和穩(wěn)定性提供了獨特的機會。
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CO
2RR的催化劑實例。
Figure 4. SAC@2D對肼氧化的催化性能。
Figure 5. SA@2D材料與其他報道的催化劑之間的水分解性能比較。
相關研究成果于2020年由布拉格化學技術學院Rui Gusmão, Martin Veselý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。
摘自《石墨烯雜志》公眾號：
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