单原子位点（SAS）催化剂因其极高的原子效率和出乎意料的催化性能而受到越来越多的关注。迄今为止，有关开发SAS催化剂的合成策略已经进行了大量研究，并报道了一些新颖的方法。然而，SAS催化剂的研究仍然存在一些挑战。第一，单个原子位点易于移动和聚集，因此通常需要复杂而细致的策略来稳定金属原子。第二，由于不同的金属原子表现出不同的配位性质，因此大多数合成方法不具备通用性。第三，已报道的SAS催化剂总是仅含有较低的金属载量。因此，探索简便，通用的合成策略以获得高金属负载量的SAS催化剂具有重要意义。

　　近日，清华大学的王定胜副教授，李亚栋院士等人通过高温煅烧配位聚合物的方式，克量级地合成了一系列高载量的金属单原子催化剂。相关研究成果“Gram-Scale Synthesis of High-Loading Single-Atomic-Site Fe Catalysts for Effective Epoxidation of Styrene”近期发表在Advanced Materials期刊上（DOI: 10.1002/adma.202000896）。

　　该研究团队开发处一种简易的煅烧配位聚合物的策略，可广泛应用于一系列SAS催化剂的合成。众所周知，金属单原子催化剂负载在氮掺杂碳载体中，N元素是用来锚定金属单原子的关键元素。因此作者选择了双氰胺作为关键配体，它不但具有超高的含氮量（67 wt.%），并且可以溶于热水并和甲醛等醛类在热水中聚合形成聚合物。在合成中，他们首先将双氰胺和甲醛在热水中混合，使其聚合成双氰胺甲醛树脂，并加入金属盐得到金属配位聚合物。接着，将得到的金属配位聚合物在氩气和氢氩混合气中分别煅烧，成功地克量级合成了单原子Fe催化剂，其单原子载量达到了创纪录的30 wt.%。这一方法也适用于大剂量合成一系列金属单原子催化剂如：Ni、Cu、Zn、Ru、Rh、Pd、Pt、Ir（图1）。使用这种方法合成的单原子催化剂都具有极高的金属载量：21.57 wt% (Ni)、22.36 wt% (Cu)、21.09 wt% (Zn)、13.47 wt% (Ru)、3.5 wt% (Rh)、3.8 wt% (Pd)、3.2 wt% (Pt)、4.4 wt% (Ir)。

　　研究发现使用该合成方法得到的SAS-Fe催化剂具有出色的催化性能，SAS-Fe催化剂可以用常压氧气作为氧化剂在苯乙烯环氧化反应中表现出优异的活性（3小时内，产率：64%；选择性：89%），而Fe纳米颗粒和铁卟啉则无活性。

　　（摘自X-MOL）