随着原子制造技术的发展,单原子阵列(SAA)作为催化和材料科学领域的一项突破性进展而崭露头角.由精确排列的孤立金属原子组成的单原子阵列催化剂(SAAC)具有独特的电子特性和卓越的催化效率,使其在氢气生产和二氧化碳还原等能量转换过程中极具的应用潜力. SAA通过使用单个原子作为独立的催化中心,允许每个原子直接参与反应,从而最大限度地提高原子利用率,优化的单原子电子结构提高了结合效率并增强了催化性能.此外,单个原子具有可调特性,能够适应各种反应.将金属原子组织成定义明确的一维或二维阵列还可以提高稳定性和性能,为传统催化剂提供更有效的替代方案.然而,在合成和实际应用中实现SAAC的均匀性、稳定性和可扩展性仍面临着迫切的挑战.迫切需要总结和解决这些关键问题,以开拓SAAC在大规模工业应用中的全部潜力.在这篇综述中,我们系统地总结了SAA的合成和应用方面的最新创新进展.我们还引入了原子层沉积、化学气相沉积和电子界面引导还原等先进的制备技术,并详细评估它们对催化性能的影响.最后,我们强调SAA在解决重大能源问题中的作用,并提出未来研究方向以克服当前的障碍,旨在开发高性能、可持续的清洁能源技术解决方案.
