了解单原子催化剂（single-atom catalysts, SACs）的位点相互作用性质，尤其是密集的SACs，对于它们在各种催化反应中的应用至关重要。基于此，清华大学王定胜副教授和李亚栋院士、武汉大学张晖教授（共同通讯作者）等人报道了位点间距效应，其强调了相邻铜原子（表示为dCu1-Cu1）的距离与反应物过二硫酸盐（PDS）分子大小的匹配程度决定了碳负载SACs上的类-芬顿（Fenton-like）反应活性。
作者选择过二硫酸盐（PDS）来研究位点间距效应，因为其对碳基催化剂的高亲和力和有利于在电荷分布相似的相邻铜（Cu1-Cu1）位点上潜在协同吸附的对称结构。通过调节类-芬顿反应的原子Cu密度来调节Cu1-Cu1位点的距离（记为dCu1-Cu1），作者发现SAC中的dCu1-Cu1与PDS分子大小匹配或不匹配对类-芬顿催化活性有显著影响。dCu1-Cu1在5 6 Å范围内的Cu1/NG催化剂的有机氧化周转频率（TOF）比dCu1-Cu1超出此范围的催化剂高近两倍。通过电子顺磁共振（EPR）、自由基猝灭、原位拉曼、电化学测试和活性位点滴定等结合理论计算发现，Cu1/NG对PDS的激活是通过非自由基电子转移机制和优化的dCu1-Cu1使PDS在催化剂上形成独特的双位点吸附，促进了电荷从Cu1-Cu1位点向PDS的转移，从而获得了优异的活性。当dCu1-Cu1与PDS分子大小不匹配时，这种独特的双位点吸附将转变为单位点吸附，内在活性将显着降低。这种新的位点间距效应将有助于从根本上理解具有不同原子密度的SACs的活性性质以及所需催化行为的催化剂设计。A Site Distance Effect Induced by Reactant Molecule Matchup in Single-Atom Catalysts for Fenton-like Reactions. Angew. Chem. Int. Ed., 2022, DOI: 10.1002/anie.202207268.https://doi.org/10.1002/anie.202207268.
