小分子的電化學氧化在替代析氧反應（OER）或氫氧化反應（HOR）方面極具潛力，有助于提升反應動力學、降低能耗，同時還能生產高附加值化學品或用作燃料。對于這些氧化反應，在氧化電位下產生的高價金屬位點通常被視為觸發小分子氧化過程的活性位點。孤立原子位點催化劑（IASCs）已成為一種理想體系，可精確調控單金屬中心的氧化態和配位環境，進而優化其催化性能。IASCs 中的孤立金屬位點本質上具有正氧化態，與納米顆粒催化劑相比，在氧化電位下更容易產生均一的高價活性位點。同時，IASCs僅含有孤立金屬中心，缺乏金屬原子簇位點，與納米顆粒催化劑相比，這會改變小分子的吸附構型，從而引發不同的反應途徑和機制，改變產物選擇性。更重要的是，研究發現孤立金屬中心的構建能夠限制金屬d電子向CO的2p*軌道的反饋，減少CO在金屬原子簇位點上的過強吸附，從而解決大多數小分子電氧化反應中的CO中毒問題，提高催化穩定性。
有鑒于此，清華大學王定勝教授、北京市科學技術研究院Xiangwen Liu、武漢理工大學熊玉立副研究員等綜述基于IASCs在小分子電化學氧化領域的這些優勢，綜述總結了IASCs在小分子電氧化反應中的最新進展。
本文要點：
（1）
重點關注燃料電池中的陽極 HOR、電解池中的 OER 及其替代反應，如甲酸/甲醇/乙醇/甘油/尿素/5-羥甲基糠醛（HMF）氧化反應等關鍵反應。
（2）
本綜述特別討論不同氧化反應的催化優點以及討論構效關系，從綜合反應機理的角度指導 IASCs的精確設計和結構調控。
此外，提出了未來的前景和挑戰，激發各種功能IASCs的更多應用可能性。
參考文獻
Yanmin Hu, Tingting Chao, Yuhai Dou, Yuli Xiong, Xiangwen Liu, Dingsheng Wang, Isolated Metal Centers Activate Small Molecule Electrooxidation: Mechanisms and Applications, Adv. Mater. 2025
DOI: 10.1002/adma.202418504
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202418504
