单原子ORR电催化剂的选择性调控：小综述

摘要： 氧还原反应（ORR）在能源转换和存储领域具有至关重要的意义，如燃料电池和金属 - 空气电池等。单原子催化剂由于其独特的电子结构和原子利用率高的特点，在ORR中展现出巨大的应用潜力。本文详细综述了单原子ORR电催化剂选择性调控的机理。首先介绍了单原子催化剂的基本概念和研究背景，然后深入探讨了影响ORR选择性的各种因素，包括单原子的种类、配位环境、载体性质等对反应路径和产物选择性的影响机制。此外，还阐述了实验表征技术和理论计算方法在揭示这些选择性调控机理中的应用，并对单原子ORR电催化剂选择性调控的未来发展方向进行了展望。

一、引言

随着全球对清洁能源需求的不断增长，高效的氧还原反应（ORR）催化剂的开发成为研究热点。传统的ORR催化剂如铂基催化剂虽然性能较好，但存在成本高、资源稀缺等问题。单原子催化剂作为一种新型的催化体系，将单个金属原子分散在合适的载体上，具有独特的电子结构和高原子利用率等优势，在ORR反应中表现出可调控的选择性。

二、单原子催化剂概述

（一）定义与结构特点
单原子催化剂是指活性中心为单个原子的催化剂。其原子与周围的配体（如载体表面的原子或官能团）形成特定的配位环境。这种配位环境会影响单原子的电荷态、自旋态等电子性质。

（二）制备方法
常见的制备方法包括化学还原法、物理吸附法、湿化学法等。例如，通过将金属盐溶液与还原剂在合适的载体上反应，可以实现单原子的负载。

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