近日，我校清洁能源与催化安徽省基础学科研究中心赵国锋教授、钟睿教授携手清华大学李亚栋院士，在单原子催化剂轴向配位调控方向实现重要突破。其研究成果“Axial Ligand Engineering of Silver Single-Atom Catalysts with N‑Heterocyclic Carbenes Unlocks Efficient Photocatalytic H₂O₂ Production”已在化学领域旗舰期刊《美国化学会志》（J. Am. Chem. Soc.）在线发表。原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c11886

该研究通过在TiO₂负载的银单原子催化剂上引入氮杂环卡宾（NHC）配体，对其电子结构进行精准调控，从而显著提升其光催化合成过氧化氢（H₂O₂）的性能。研究人员首先通过浸渍–煅烧法在TiO₂上构建原子级分散的Ag位点（Ag₁/TiO₂），再经后修饰引入NHC配体IPr，形成IPr_0.5@Ag₁/TiO₂。借助球差校正高角环形暗场扫描透射电镜（AC-HAADF-STEM）、X射线吸收谱（XAS）、X射线光电子能谱（XPS）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）及固态核磁共振（ssNMR）等多重表征，他们证实Ag以单原子形式存在，且IPr成功通过轴向配位与Ag单原子位点结合。性能测试显示，在模拟太阳光下，优化后的单原子银光催化剂IPr_0.5@Ag₁/TiO₂的H₂O₂产率达到15.06 mmol·g^-1·h^-1，是未修饰催化剂Ag₁/TiO₂（2.64 g^-1·h^-1）的5.7倍，且优于大多数已报道的半导体基光催化剂，实现了催化效率的显著提升。这项研究的意义不仅在于获得了一种性能卓越的光催化H₂O₂合成催化剂，更在于提出了一种通过轴向氮杂环卡宾配体精准调控单原子催化剂电子结构的通用策略。这种方法可望拓展至CO₂还原、氮还原、有机合成等多种反应体系，为设计高性能、高选择性的催化系统开辟了新思路，也为可持续化学合成提供了全新的催化剂设计范式。

该论文第一作者为我校化学与材料科学学院青年教师傅聪博士，论文通讯作者为赵国锋教授、钟睿教授以及李亚栋院士，安徽师范大学为论文第一完成单位。该项工作得到国家自然科学基金、清洁能源与催化安徽省基础学科研究中心和我校人才发展计划的支持。