人物介绍
孙学良教授 ，于2021年11月18日当选 中国工程院外籍院士 。在此之前，孙学良教授已是加拿大西安大略大学机械与材料工程系教授，是世界著名的能源材料领域顶尖科学家， 加拿大皇家科学院和加拿大国家工程院两院院士 ，国际电化学能源科学院常务副主席，加拿大纳米能源材料领域首席科学家。 研究方向主要围绕新型材料的开发，以及其在电化学能源转化和储存系统中的应用，覆盖了从基础科学到纳米应用技术、再到新兴的清洁能源工程范畴。研究领域包括固态电池、二次液态电池和燃料电池等重点从事锂离子电池、固态电池和燃料电池研究与应用。 现任国际电化学能源科学院（IOAEES）的主席，担任Springer旗下国际期刊Electrochemical Energy Review主编（影响因子28.905）。2020年与2021年全球前2%顶尖科学家（终身科学影响力）；连续4年（2018年-2021年）入选科睿唯安全球“高被引科学家”。已发表Nature/Science子刊、Adv. Mater.，J. Am. Chem. Soc.，Angew. Chem. Int. Edit.，Energy Environ. Sci.等高水平论文550篇，总引用次数超过40000次，H因子105，获11项美国及PCT国际专利。编写4本英文著作和撰写18本英文著作的章节，在国际会议上做过150多场大会/主题/邀请报告，受邀参加了140多场国际学术会议。 在2021年11月21日和11月23日，孙院士团队与其他课题组合作分别在Advanced Energy Materials（Adv. Energy Mater.，IF=29.368）和Nature Communications（Nat. Commun.，IF=14.919）发表了最新成果。下面，对这两篇成果进行简要的介绍，以供大家学习和了解！ 孙学良&王振波 Adv. Energy Mater.综述：贵金属SACs的先进载体材料和相互作用：从载体效应到设计策略
贵金属单原子催化 基于此，加拿大西安大略大学 孙学良教授和深圳大学 王振波教授（共同通讯作者）等人 报道了一篇关于贵金属SACs的载体材料最新进展的综述。在本文中，作者首先系统地介绍了贵金属SACs中的载体效应，包括锚定效应、强金属-载体相互作用和协同催化效应。此外，作者还对载体材料的最新进展进行了分类，并对其锚固机理进行了详细讨论。重要的是，作者总结了先进支架的设计策略，以指导先进支架材料的开发和利用。最后，作者提出了载体材料未来可能的研究方向，以帮助克服贵金属SACs目前面临的问题。由于本文图较多，故仅选择了部分图进行展示。
总之，随着贵金属SACs的迅速发展，载体材料越来越受重视。它们不仅可以通过锚定作用稳定贵金属SACs，而且还可以通过表面修饰硅和协同催化作用提高贵金属SACs的催化性能。此外，还提出并实施了各种先进载体的设计策略，如空位构建、杂原子引入、结构调节和表面改性等，以加速贵金属SACs的制备。
虽然在先进载体材料方面取得了巨大进展，但是仍然需要对载体材料进一步的研究，以克服贵金属SACs中的许多重大挑战。针对不同的问题，未来可能的研究方向如下：
（1）实现单原子的高负载量始终是贵金属SACs的主要挑战之一，应重点引入更多的缺陷位点和强金属-载体相互作用（SMSI），以及增加载体的比表面积并构建空间限制结构；
（2）提高每个贵金属原子的催化性能是目前重要的研究课题，贵金属SACs的催化性能与载体上贵金属单原子位点的配位环境和几何结构密切相关，因此需要各种合理的载体设计来调整贵金属SACs的催化性能；
（3）加大对贵金属SACs与载体之间的协同催化作用的研究，并为其开发先进的表征技术；
（4）贵金属SACs的可扩展生产是工业应用的主要瓶颈，非常需要开发简便且可扩展的方法来制备具有丰富锚定位点的载体，同时需要保持载体的高度热稳定性和化学稳定性。
Advanced Support Materials and Interactions for Atomically Dispersed Noble-Metal Catalysts: From Support Effects to Design Strategies.Adv. Energy Mater. , 2021 , DOI: 10.1002/aenm.202102556. https://doi.org/10.1002/aenm.202102556. 孙学良&李隽&谷猛&陈宁Nat. Commun.：预先定位的孤立原子制备吡咯-N4 型SACs的一般策略
单原子催化剂（SACs）因其优越的催化性能在许多领域得到了广泛应用。由于单原子位点的独特性质，利用单原子作为催化剂合成SACs具有广阔的应用前景。基于此，加拿大西安大略大学孙学良教授、清华大学李隽教授、南方科技大学谷猛副教授和加拿大同步辐射光源线站陈宁研究员（共同通讯作者）等人 报道了一种利用Pt1 原子作为催化剂合成了Co1 SAC。作者首先通过使用负载在N掺杂碳纳米片上的Pt单原子作为催化剂（Pt1 /NCNS），利用原子层沉积（ALD）技术合成了Co SAC来验证该策略。X射线吸收光谱（XAS）结果显示单个分散的Co1 原子。正如XAS和高角度环形暗场扫描透射电子显微镜（HAADF-STEM）所证实的那样，在Co沉积后Pt1 原子仍是原子分散的。 此外，作者还表明这种合成策略是通用的，也可以很容易地扩展到合成Fe和Ni SACs。X射线吸收近边结构（XANES）模拟和扩展X射线吸收精细结构（EXAFS）分析结果表明，所制备的Co、Fe和Ni SACs为M1 -吡咯-N4 结构（M=Fe, Co和Ni)。通过密度泛函理论（DFT）计算表明Pt1 原子促进Co(Cp)2 离解成CoCp和Cp碎片。Co(Cp)产物通过强化学吸附进一步沉积在基材上，从而导致更高的金属负载和Co1 原子的形成。这些SACs在析氢反应（HER）和析氧反应（OER）下进行了评估，通过原位XAS研究揭示了单原子位点的性质。此外，在析氧反应（OER）中，Ni1 SAC表现出比Fe1 和Co1 SACs高得多的活性，与DFT预测一致。这些新发现将SACs的应用领域扩展到催化制备方法，为先进SACs的合理设计提供了可能。
图5. M1 Pt1 /NCNS（M=Co、Fe和Ni）的理论和实验电催化分析 总之，作者首次使用非均相负载的Pt1 原子作为催化剂成功合成了M1 -吡咯-N4 型SACs。XANES模拟和EXAFS分析证实了这种通用的M1 -吡咯-N4 骨架。DFT计算表明Pt1 原子作为催化剂调节吸附行为并促进Co ALD中Co(Cp)2 的解离，导致CoCp在吡咯-N4 位点上的化学结合并形成Co单原子。更重要的是，这种合成策略可以扩展到实现Fe和Ni SACs。这些SACs在HER下进行评估，单原子位点的性质通过操作XAS研究进一步揭示。
在OER中，Ni1 Pt1 /NCNS催化剂显示出比Fe和Co SACs对应物更好的催化活性，与DFT预测非常吻合。这些新发现将SACs的应用领域扩展到催化制备方法，对于先进SACs的合理设计很有希望。M1 原子（M=Fe、Co、Ni）与局部配位N原子之间显着的共价金属-载体相互作用（SMSI）为通过底物设计进一步调整催化性能提供了独特的机会。
A general strategy for preparing pyrrolic-N4 type single-atom catalysts via pre-located isolated atoms. Nat. Commun. , 2021 , DOI: 10.1038/s41467-021-27143-5. https://doi.org/10.1038/s41467-021-27143-5.
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