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《广油李泽胜团队Small综述（影响因子=15）：双原子催化剂的设计及应用》

近日，广东石油化工学院环境催化团队的李泽胜副教授在国际权威期刊《Small》（影响因子15）以”Recent Progress of Diatomic Catalysts: General Design Fundamentals and Diversified Catalytic Applications”为题，发表长篇分析型综述(全文63页)。广东石油化工学院为论文第一完成单位，化学学院李泽胜副教授为论文第一通讯作者，胡一凡同学（大四本科生）为论文第一作者，分析测试中心余长林教授教授为第二通讯作者。

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近年来，一些实验和理论工作指出，双原子催化剂（DAC）不仅保留了单原子催化剂(SAC)的优点，而且引入了多种相互作用，超过了催化性能的理论极限，可以应用到许多催化领域。 本文阐述了双原子催化剂中相邻金属原子之间的相互作用: (1) 协同效应、(2) 间距增强效应(几何效应)和(3) 电子效应。 在各种新型双原子催化剂的分类和表征方面，将双原子催化剂分为异核/同核、带/不带碳载体四类，并详细介绍和说明了它们的表征措施。 在双原子催化剂的制备方面，介绍了常用的原子层沉积法、金属-有机骨架导数法和简单的球磨法，重点介绍了双原子催化剂的形成机理。 最后，给出了四种双原子催化剂的有效控制策略以及双原子催化剂在电催化、光催化、热催化等催化领域的关键应用。 

图1. 近年来双原子催化剂的发展。

在这篇综述中，我们率先将DAC中双原子位点之间的相互作用分为以下三大类:协同效应、间距增强效应(或称几何效应)和电子效应。 通过对上述三种主要效应的原理进行剖析，并对实际应用案例进行详细总结，进一步实现dac的针对性制备，并运用相应的DAC调控策略，实现更广泛的应用。 综述了已有报道中常见的dac的合成技术(a. MOFs衍生化、b.原子层沉积(ALD)、c.简单球磨(机械化学)法)和形成机理(a.金属簇前体策略、b.缺陷调节策略、c.同步竞争协调策略)。 更重要的是，根据这些dac的三大优势(协同效应、几何效应和电子效应)，我们提出了以下策略，以提高双原子催化剂的可控合成效率和更广的选择性:(1)调整原子位点的空间位置; (2)调整原子密度; (3)调整电子结构和空间结构。 系统总结了DAC在热催化、光催化、电催化等催化领域的先进催化应用(详见图3)。

图2. 本文综述的核心内容示意图。

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