原子级分散的单原子催化剂single-atom catalysts，可以连接多相催化和均相催化。目前，已经开发了数十种单原子催化剂，彰显了其显著的催化活性和选择性，这在金属表面上，是无法实现的。不过，单金属单原子相空间的边界知识，依然有限，更不用说多金属相空间了。

今日，美国 加利福尼亚大学欧文分校(University of California, Irvine) Huolin L. Xin团队Lili Han，Hao Cheng，天津理工大学 材料学院 罗俊Jun Luo团队Wei Liu，Haoqiang Li等，在Nature Materials上发文，采用溶解-碳化 
dissolution-and-carbonization法，合成了基于37种单金属元素的单原子催化剂，并对其进行了表征和分析，建立了目前已报道的最大单原子催化剂库。结合原位表征，实验揭示了，单原子的氧化态、配位数、键长、配位元素和金属负载的统一原理，以指导设计，原子级弥散的原子锚定在氮掺杂碳上的单原子催化剂。

利用该库，打开单原子催化剂的复杂多金属相空间，并证明使用单原子锚位点，作为结构单元，以组装多达12种不同元素浓度复杂单原子催化剂材料。该项研究，作为单原子催化剂的合理设计，提供了从单金属到浓度复杂多金属材料的单原催化剂。

A single-atom library for guided monometallic and concentration-complex multimetallic designs.

单金属和浓度络合物多金属设计的单原子库。

图1：单金属单原子催化剂Single-atom catalysts，SACs合成和表征。

图2：单金属单原子催化剂SAC性质的相关性分析。

图3：单原子催化剂SACs温度诱导演化动力学。

图4：含有12种不同金属元素浓度络合物单原子催化剂SAC表征和氧发生反应oxygen evolution reaction，OER性能。

该项研究，建立了一种单原子库，范围从单金属到浓度复杂的多金属材料。对单原子库中，单原子催化剂Single-atom catalystsSAC性质相关性的大数据分析，不仅为理解不同种类单原子催化剂中活性位点的性质，提供了统一原则，而且有助于更深入地了解单原子催化剂形成机制。这项工作，可能会为单原子催化剂打开指数更复杂的多金属相空间，并激发单原子催化剂SAC发现和优化的新研究领域，其中单原子催化剂SAC的元素组成，可以用于控制单原子催化剂SAC的合成和活性。

文献链接：
https://www.nature.com/articles/s41563-022-01252-y#Sec16

DOI: https://doi.org/10.1038/s41563-022-01252-y