在原子水平上区分阳离子和金属单原子之间的催化特性至关重要。基于此，北京大学吴凯教授和周雄教授、中科合成油技术有限公司任鹏举博士（共同通讯作者）等人报道了他们制造了定义明确的阳离子Ni原子嵌入和支撑在单层CuO上的金属Ni原子。在文中，作者利用扫描隧道显微镜（STM）结合非接触原子力显微镜（ncAFM）、X射线光电子能谱（XPS）、程序升温脱附（TPD）和密度泛函理论（DFT）计算等表征，探讨了金属和阳离子Ni原子活化CO的氧化机理。具体而言，对Ni单阳离子催化剂上的O2解离和CO氧化进行了详细研究，发现遵循Eley-Rideal机理，证实了反应途径与所载金属原子的化学状态之间的相关性。即使在70 K下，Ni阳离子对CO吸附也具有化学惰性，但在室温下对O2解离具有高度活性。吸附的O原子具有活性，可以将进入的CO分子从气相氧化成CO2，这遵循Eley-Rideal机制，与CuO单层负载的金属Ni原子上的Mars-van Krevelen机制以及已报道的Au和P模型催化剂不同。该研究有助于理解负载型单金属阳离子的化学性质，这在多相催化中非常重要。Single-Cation Catalyst: Ni Cation in Monolayered CuO for CO Oxidation. J. Am. Chem. Soc., 2022, DOI: 10.1021/jacs.1c12785.https://doi.org/10.1021/jacs.1c12785.
