含氧揮發(fā)性有機物(OVOCs)，例如，含有C=O、C-C和C-H鍵的丙酮是制藥和包裝印刷工業(yè)排放的主要污染物之一。利用Pt基單原子催化劑對OVOCs進行催化氧化去除是一種有效的方法，但對其內(nèi)在機制的深入分析受到反應(yīng)物的非均勻結(jié)合方法和復(fù)雜的反應(yīng)物轉(zhuǎn)化過程的限制。因此，設(shè)計和合成具有統(tǒng)一配位鍵的SACs，必須深入理解這些材料的有效催化機制。近日，西安交通大學(xué)何熾和武漢理工大學(xué)余家國等將Pt原子通過不同的鍵合方式錨定在氧化銅載體上，從而形成不同的金屬-載體電子相互作用(EMSIs)。研究人員設(shè)計合成了三種具有不同EMSI的催化劑，EMSI的強度與催化劑的性能呈正相關(guān)。具體來說，與一般支持的Pt1/CuO和批量摻雜的Pt1@CuO樣品相比，具有Pt1-CuO鍵的催化劑表現(xiàn)出最強的EMSI。結(jié)果表明，Pt1-CuO SAC的EMSIs調(diào)節(jié)顯著促進了其低溫活性，超過800 ppm的丙酮可在210°C下被完全分解，GHSV為42000h-1。實驗結(jié)果和密度泛函理論(DFT)計算表明，該EMSI將促進電子從Pt向氧化銅的遷移，產(chǎn)生足夠的帶正電荷的Pt原子，這是在低溫下激活丙酮的高效位點；同時，通過Pt-O-Cu鍵進行的電荷再分配，將促進相鄰晶格氧的激活并參與氧化，導(dǎo)致氧空位的循環(huán)。總的來說，這項研究僅僅通過促進SACs中的EMSIs，就可以獲得催化劑性能的顯著提高，這證明了性能增強并不局限于特定的底物。因此，在研究SACs時必須考慮這種EMSI，因為它們對催化作用的影響顯著。Modulating the Electronic Metal-Support Interactions in Single-Atom Pt1-CuO Catalyst for Boosting Acetone Oxidation. Angewandte Chemie International Edition, 2022. DOI: 10.1002/anie.202200763
