单原子催化剂就是每个原子都是分开的，没有成键，原子活性位点利用率100%，因此表现出很高的性能。然而有点被神话了，并不是所有的反应都适合，且活性位点单一，对于复杂的反应来说，就略显能力不足。
此外单原子催化剂有一个问题，那就是负载量只能保持一个较低的范围，高负载量下，必然导致团簇或纳米颗粒（多个原子组成）的形成，这其实限制了催化剂的本征活性。同时，单原子催化剂的热稳定性也是一个问题，单原子情况下，表面能高，易于聚集，所以催化剂容易失活。也就是高活性与高稳定性不能兼得。
然而亚纳米团簇的尺寸相对较大（但比传统的纳米颗粒要小），由多个原子组成，虽然在催化反应中，原子利用率不能100%，但其稳定性相对单原子来说较好。同时亚纳米团簇催化剂的负载量可以做的比较高，因此最终催化剂性能可以通过高负载量进行弥补，所以在此类催化剂上可以实现“鱼与熊掌”-高活性及高稳定性两者兼得的情况。
图1. 论文信息图
近日，北京大学的黄富强教授与天津理工大学罗俊教授、北京计算科学研究中心陈名扬教授、上海应用物理研究所司锐教授和上海硅酸盐研究所等单位合作，模拟自然界热液蚀变发展了一种合成25at%高负载量亚纳米团簇催化剂的方法。将亚纳米Ru团簇负载在SnO2上。
图2. 亚纳米钌锚定于二氧化锡的设计合成与微结构表征
这个催化剂被应用于碱性电催化产氢反应中，其取得了超越铂碳的性能，且表现出超好的稳定性。重要的是，通过理论模拟，此催化剂表现出较单原子Ru催化剂更高的性能。
图3. 电催化产氢性能
结合之前的分析和这个例子的结果，发现亚纳米团簇与单原子的比拼中，这次亚纳米团簇赢了。同时是否引发亚纳米团簇的更多研究呢？是否能够形成于单原子催化平分天下的局面呢（单原子催化目前太热门了）？值得期待！
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