为什么“单原子催化剂”这么火？

本文系统阐述了单原子催化剂的基本特性，包括其高原子利用率、独特的电子结构和几何构型，以及与传统催化剂在原子利用率、活性、选择性和稳定性方面的对比。研究指出，单原子催化剂的活性和选择性受到金属单原子的电子结构、配位环境和金属-载体相互作用等多种因素的综合影响。通过密度泛函理论（DFT）计算，文章进一步揭示了稀土单原子催化剂在石墨相氮化碳（g-C₃N₄）单层上的电子结构、光学性质以及催化水分解性能，强调了重稀土（Sm/Gd）因4f轨道自旋极化增强金属-载体相互作用，优化电子结构，从而在HER中表现优异。研究为开发高效稀土基催化剂提供了理论指导。