一、中国石油大学(华东)潘原综述:单原子催化剂的结构调控用于提高挥发性有机化合物的催化氧化性能背景介绍随着工业化进程的加快,挥发有机化合物(VOCs)的排放量急剧增加,不仅导致了一系列环境问题,同时也对人类身体健康造成了严重的威胁。开发高效、可行的低成本VOCs减排方法是一个急需解决的问题。目前,催化氧化VOCs引起了广泛的关注。该技术通过在较低的污染物浓度下,将VOCs完全氧化为CO2和H2O,成本低,且二次污染物排放较少,具有很大的发展前景。然而,在催化氧化中,VOCs的反应速度主要取决于催化剂,而氧化过程所需要的高温会导致催化中毒、失活。因此,设计合成具有高活性、高稳定性、低成本的催化剂对于催化氧化VOCs技术的发展至关重要。单原子催化剂(SACs)具有100%的原子利用率,活性位点分散均匀,在提高催化活性和降低反应温度方面表现优异,具有良好的应用前景。然而,SACs的微观结构对其催化性能有很大影响,且控制其催化性能的关键因素尚不清楚。因此,通过精准调控SACs微观结构,提高催化剂性能,以实现更低温度的VOCs深度氧化,具有重要的理论和现实意义。成果简介本文首先介绍了VOCs的氧化动力学模型和机理,系统地回顾了近年来SACs在VOCs催化氧化领域的研究现状。从上述研究进展来看,SACs由于其100%原子利用率和均一的活性位点,表现出优异的催化性能,在VOCs催化氧化领域具有良好的发展前景。其次,本文讨论了提高催化VOCs氧化活性的多种结构调控手段,包括形貌修饰、调节金属载体间相互作用、电子价态调控、载体调控、活性中心配位数调控、单原子和氧化物的界面调控等。了解不同调控手段对SACs性能提升的机理,可以为设计开发更为高效的催化氧化VOCs单原子催化剂提供参考。最后,本文总结了SACs在催化氧化VOCs领域尚未解决的问题和面临的挑战,并提出了今后SACs的设计思路和发展前景。作者简介潘原,副教授,泰山学者青年专家,山东省优青。从事绿色能源催化领域研究,主要围绕石油化工过程中单原子催化剂的精准构建与调控为核心,探索催化剂原子结构和反应性能之间的构效关系,强化分子在催化剂上的选择活化和定向转化,实现能源与资源高效利用和化工过程的绿色化。以第一/通讯作者在Adv.