合金催化剂的独立金属原子位点能够进行高效率和选择性的催化反应，但是催化活性原子与相邻原子之间的几何结构和电子结构之间具有相互影响，能够对微环境产生影响，因此导致人们对催化反应位点的结构并不清楚。

有鉴于此，天津大学巩金龙等报道一种描述合金单原子微环境的方法，能够预测合金单原子位点的催化活性。提出一种非常简单的描述符，分离度（degree-of-isolation），通过这个概念能够调控PtM合金催化剂（M=过渡金属）的几何结构和电子结构。

本文要点

（1）

通过这种独立性描述符研究丙烷脱氢反应的相符情况，发现单原子合金催化剂表现遵循Sabatier规则的火山型催化活性变化规律。其中，具有较高程度分离度的单原子活性位点，交替的活性位点能够起到显著的选择性调控作用，而且丙烷脱氢催化反应的实验选择性和理论计算描述符之间产生非常好的相符。

（2）

通过DFT计算，区分PtM合金催化剂的电子结构和几何结构，并且给出一种非常简单的描述符ϕ用于描述催化反应活性，ϕ描述了Pt-C的排斥作用，对应于分离现象，描述了碳原子和催化位点之间的分离程度。计算结果发现PtZn具有合适的分离效果，因此是最好的催化剂物种，与近期相关实验结果相符。

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Xin Chang, Zhi-Jian Zhao, Zhenpu Lu, Sai Chen, Ran Luo, Shenjun Zha, Lulu Li, Guodong Sun, Chunlei Pei & Jinlong Gong, Designing single-site alloy catalysts using a degree-of-isolation descriptor, Nat. Nanotechnol. (2023).

DOI: 10.1038/s41565-023-01344-z

https://www.nature.com/articles/s41565-023-01344-z