“单原子催化”的概念最早由Zhang, Li和Liu于2011年提出。单原子催化剂（SACs）具有非常高的催化活性，大大提高了原子利用率。目前，SACs已成为催化领域的前沿和先进功能材料。气凝胶是高度多孔的材料，具有极低的密度和极高的孔隙率。这些孔隙在决定它们的特性（例如表面反应性和机械稳定性）方面起着关键作用。SACs和气凝胶的联合范式产物可以充分体现其结构优势并产生新的增强作用。近日，科研人员提出了“原子气凝胶材料”（AAM）（或单原子气凝胶（SAA））的一般概念来描述材料和催化领域中这种有趣的单原子新范例。基于“凝胶”的基本单元，AAMs可分为两类：载体级AAMs（具有微米、纳米或亚纳米孔结构）和原子级AAMs（具有原子缺陷或氧- 桥接的亚纳米孔结构）。前者（即单原子功能化气凝胶）的基本单元是纳米结构中的载体材料，后者（即单原子构建气凝胶）是原子结构中的单个金属原子。原子缺陷或氧桥接的 AAM 将是多功能多相催化或非催化领域未来重要的发展方向。还指出了这种新型“原子-纳米系统”在实际应用中的设计建议、潜在挑战和应对策略。
本文要点：
1) 作者提出了“原子气凝胶材料”（AAM）（或单原子气凝胶（SAA））的概念，用以描述材料和催化领域中这种新型的单原子形式。根据“凝胶”的基本单位，AAM可分为两类：载体级AAM（具有微米、纳米或亚纳米的孔结构）和原子级AAM，具有原子缺陷或氧桥亚纳米孔结构）。
2) 前者（即单原子功能化气凝胶）的基本单元是纳米结构中的载体材料，而后者（即单原子构建的气凝胶）是原子结构中的单金属原子。原子缺陷或氧桥的AAM将是多相催化或非催化领域未来的重要发展方向。作者并指出了这种新型“原子纳米系统”在实际应用中的设计建议、潜在挑战和应对策略。
相关论文以题为Atomic Aerogel Materials (or single atom aerogels): an Interesting New Paradigm in Materials Science and Catalysis Science综述发表在《Advanced Materials》上。作者是广东石油化工学院李泽胜副教授、余长林教授。
