催化剂可以通过改变反应的路径或者降低活化能来加速催化反应的进程。根据经典的催化反应理论,催化作用通常发生在活性位点上,而催化剂上的低配位原子、边界、阶梯、折裂、边角原子等往往成为催化反应的活性位点。在以往的催化剂中,催化活性位点的种类比较繁多,同时活性位点的数量比较少,这就很难去定量活性位点与催化性能之间的关系。因此,寻求一种理想的催化剂模型论证活性位点与催化活性的关系就成为当务之急。值得注意的是,超薄二维结构因其相对简单的活性位点类型以及超高比例的活性位点原子,非常适合作为一种理想的模型来阐述活性位点与催化活性的关系
近期中心谢毅教授课题组综述了近几年他们在无机超薄二维结构活性位点方面的研究进展,包括超薄二维结构的可控制备、精细结构和缺陷结构的表征。他们还详细研究了利用这些材料超薄的厚度、表面晶格扭曲和特殊的缺陷结构来调控其催化位点的活性及其在CO催化氧化、光电解水、电化学产氢等方面的应用。最后,他们指出定量或半定量研究二维超薄材料、零维、一维甚至三维材料的活性位点与催化活性之间的关系将为研究高催化活性的催化剂提供有益指导。
该综述以Atomically-thin two-dimensional sheets for understanding active sites in catalysis 为题发表在英国皇家化学会综述期刊Chemical Society Reviews (2015, 44, 623)上。