Катализ на одноатомных сплавах

Одноатомные сплавы (single-atom alloys, SAAs) играют всё более значимую роль в области одноточечного катализа и обычно состоят из каталитически активных элементов, атомарно диспергированных в более инертных и каталитически селективных матричных металлах. Показано, что SAAs катализируют ряд промышленных реакций в исследованиях по электро-, фото- и термокаталиту. Благодаря уникальной геометрии SAAs положение переходного состояния и место адсорбции реакционных интермедиатов часто декоплированы, что может обеспечить как облегчённое диссоциирование реагентов, так и слабое связывание интермедиатов — два ключевых фактора для эффективного и селективного катализа. Часто это приводит к отклонениям от масштабных соотношений переходных металлов, ограничивающих конвенциональные катализаторы. SAAs также демонстрируют сниженную восприимчивость к отравлению CO, экономию за счёт уменьшенного использования драгоценных металлов, возможности бифункциональных механизмов через spillover и повышенную устойчивость к дезактивации коксовыми отложениями, характерной для многих промышленных катализаторов. В этом обзоре мы начинаем с введения в SAAs и описываем, как можно готовить и характеризовать модельные системы и наночастичные катализаторы. Далее мы рассматриваем всю доступную литературу по SAAs по каждой реакции в отдельности и завершаем описанием общих свойств этого нового класса гетерогенных катализаторов и представлением перспектив для дальнейших исследований и разработок.