单原子催化剂（SACs）因其接近100%的原子利用效率和可调控的催化性能，使其在多种催化应用中具有显著优势。尽管近年来已取得重要进展，实现高金属负载量SACs的大规模可控制备仍面临显著挑战。传统的高温热解方法易引发金属物种的迁移和团聚，从而限制金属位点密度的提升；而现有的低温合成策略则往往受限于较低的金属负载量或复杂的制备工艺，阻碍了其实际应用。因此，迫切需要开发一种低温条件下制备高负载金属SACs的方法。
最近，北京化工大学刘惠玉教授团队和中国科学院宁波材料技术与工程研究所黄志军副研究员开发了一种室温金属交换用于合成单原子纳米酶的通用策略，通过前驱体的筛选合成以及室温下金属交换，成功制备了一系列金属SACs（如Mn, Fe Co Ni Cu Ru, Pt，负载量高达12.67 wt%）及多金属SACs，该方法显著减少了金属聚集，增加了催化活性位点的暴露，使催化剂展现出优异的多酶（过氧化氢酶、过氧化物酶、氧化酶）模拟活性。 这种新型的室温金属交换策略，不仅克服了SACs高温合成中常见的金属热聚集和低负载量等瓶颈问题，还可以使用实验室常规1L烧杯实现单批次10克级制备，而且以高负载量（12.1 wt%）的Zn SACs为模版，通过简便的室温交换成功制备了多种金属（如Mn, Fe, Co Ni Cu, Ru, Pt，负载量高达12.67 wt%）的SACs及多金属物种，是一种制备SACs的通用方法。该方法显著减少了金属聚集，增加了催化活性位点的暴露，使催化剂展现出优异的多酶模拟活性，我们相信本研究不仅为高性能SACs的低温、规模化制备提供了新途径，也揭示了其在金属离子条件下的稳定性机制。 相关结果发表Angewandte Chemie International Edition上，文章的第一作者是北京化工大学博士研究生张洁。 论文信息 Universal Metal-Exchange Strategy for Room Temperature Synthesis of Single-Atom Nanozymes Jie Zhang, Zezhong Huang, Bolong Xu, Qingyuan Wu, Dr. Zhijun Huang, Prof. Huiyu Liu Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202505123
