氧化物负载的贵金属催化剂是多相催化剂中最为普遍且被广泛应用的催化剂，在工业生产中占有举足轻重的地位。金属与载体之间的强相互作用（SMSI）以及载体表面缺陷（空位、台阶等）通常被认为是贵金属原子锚定在可还原氧化物（TiO2、CeO2）载体表面的关键因素。贺泓院士团队与昆明理工大学宁平-李凯教授团队、香港城市大学曾晓成教授团队、宾夕法尼亚大学Joseph S. Francisco教授团队合作研究，提出了一种全新的贵金属单原子在可还原氧化物载体上的锚定机制，即CeO2纳米立方体（100）晶面上的端羟基是贵金属（Pt、Pd、Ag）单原子的直接锚定位点，而非传统观点中的表面缺陷。 

该研究以三种不同形貌CeO2纳米材料为载体负载Ag，球差电镜、X射线吸收精细结构谱等表征证明，Ag物种仅在CeO2-纳米立方表面呈现单原子分散。进一步构建富含缺陷和富含羟基的CeO2-纳米立方，对比发现Ag更易在富羟基的CeO2-纳米立方上分散，表明表面羟基是Ag的直接锚定位点。理论计算也充分证实，CeO2-NC（100）晶面上的端羟基可与贵金属原子形成稳定的“哑铃”式结构，从而锚定单原子Ag。该锚定机制具有普适性，同样适用于Pt和Pd等贵金属原子。本研究工作揭示了单原子催化剂活性中心的本质，为设计和制备高效低耗的单原子催化剂提供了新思路。 

相关研究成果以dentification of Direct Anchoring Sites for Monoatomic Dispersion of Precious Metals (Pt, Pd, Ag) on CeO2 Support为题，发表于Angew. Chem. Int. Ed.（2024, 63, e202318492）。昆明理工大学王飞、李凯为共同第一作者，张燕副研究员、曾晓成教授、Joseph S. Francisco教授和贺泓院士为共同通讯作者，中国科学院城市环境研究所为第一通讯单位。该研究得到了国家自然科学基金委、中国科学院青年创新促进委员会等项目的支持。 

论文链接

CeO2表面端羟基是单原子金属的直接锚定位点示意图