铱单原子催化剂

密度恰好的萨巴蒂埃最优

单原子密度决定氢化活性：吸附与脱附平衡是关键。

Jin, Hongqiang · Zhao, Runqing · 崔培昕 · 刘小龙 · 颜杰 · 于小虎 · 马丁 · 宋卫国 · 曹昌燕

Journal of the American Chemical Society 2023

参数信息

最优单原子密度

0.7 atoms/nm²

单原子密度范围

0.1-1.7 atoms/nm²

技术优势

活性峰点确定

在 Ir 单原子密度为 0.7 atoms/nm² 时，氢化活性达到火山型曲线的顶点，为催化剂设计提供了明确目标。

描述符指导设计

转移的 Bader 电荷可作为描述符解释结构-活性关系，无需大量试错即可预测最优密度。

活性选择性兼得

优化后的催化剂在化学选择性氢化反应中同时实现最高活性和选择性，归因于单一位点的均匀几何和电子结构。

应用场景

• 单原子催化：为单原子催化剂活性调控提供密度优化设计原则。
• 催化加氢：指导氢化催化剂选择最佳单原子密度，提升反应效率。
• 选择性氢化反应：在保持高选择性的同时实现最高活性，适用于精细化学品合成。