新型高负载量co-n-c单原子催化剂大化所张涛院士课题组最新力作chemical science
单原子催化碳点
单原子催化碳点
单原子催化剂是指催化剂中单个原子充当活性位点的催化剂。
而碳点（ Carbondots）是由碳元素组成的纳米颗粒，其尺寸通常在几纳米到几十纳米之间。
将单原子催化剂应用于碳点的研究，尚在探索阶段，但其潜在应用前景备受关注。
单原子催化碳点的可能应用包括：
1.催化反应：单原子催化剂可作为碳点催化剂，用于促进化学反应，例如在电催化和光催化领域中催化水分解、CO2还原等反应，用于能源转化和环境保护。
2.生物医药应用：单原子催化碳点可能在生物医药领域中发挥作用，用于生物成像、药物传递和疾病治疗。
其生物相容性较高，可能用于纳米医学和生物标记等领域。
3.传感器应用：单原子催化碳点可能用作传感器的敏感元件，应用于环境监测、生物传感和化学检测等领域，因其特殊的光电性质而备受关注。
4.光电子器件：进一步开发单原子催化碳点的光学和电学性质，可能应用于光电子器件，如光电池、光电传感器等。
然而，目前对单原子催化碳点的研究还处于初步阶段，需要更多的实验和理论探索来充分了解其性质、制备方法和潜在应用。
因此，虽然单原子催化碳点具有潜在的应用前景，但其商业化和实际应用还需要进一步的研究和发展。
1/ 1。
固体化学导论-单原子催化剂
单原子 分散
优越的催化性 能和选择性
单原子催化剂的优缺点
优点
缺点
• 金属用量少，成本降低 • 金属原子利用率高 • 催化性能优越 • 选择性高
• 容易团聚耦合，稳定性差 • 金属负载量低 • 大批量生产困难
单原子催化剂制备方法
质量分离软着陆法
共沉淀法
湿浸渍法
原子层沉积法
静电吸附法
水热合成法
质量分离软着陆法
CO吸附结合的原位FT-IR技术
（a）Cu/SiO2， （b）CuPd0.006/SiO2， （c）CuPd0.025/SiO2 （d）Pd0.006 / SiO2
Pei, G. X. ACS Catal. 2017, 7 (2), 1491-1500.
X射线衍射
X 射线衍射（ XRD ）用于鉴定晶相、确定晶格参数、估 算晶粒尺寸以及对混合晶相的定量分析。以同步辐射作为 XRD的X射线源具有很大优势，具有更好的信噪比，检测采 样时间大大缩短、可以测量粒度更小的样品，适于原位和时 间分辨的XRD。
单原子催化界的大牛
张涛院士 CAS
李亚栋院士 THU
李隽教授 THU
以及
未来的我 UCAS
Merry Christmas
学识有限，请大家多多指教
刘小春 2018年12月
（1）X光电子能谱（XPS）是催化研究中最常用的表征 技术之一，它能提供催化剂的元素组成、元素氧化态、某一 相在其他相的分散情况等信息。 （2）紫外光电子能谱（UPS）较少用于负载型催化剂研 究，可以用于探测金属以及吸附分子和物种中的键合，得到 价电子和价带结构特征。
红外光谱技术
红外光谱方法利用分子探针与固体表面或载体表面的相 互作用来提取关于吸附探测分子的实体性质的信息。通过监 测探头模式的振动频率和强度的变化，可以通过适当的校准 推断出催化活性中心的特性。
面向工业过程碳减排的分子筛膜技术研究进展
化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2022年第41卷第3期面向工业过程碳减排的分子筛膜技术研究进展张春，王学瑞，刘华，高雪超，张玉亭，顾学红（南京工业大学化工学院，材料化学工程国家重点实验室，江苏南京211800）摘要：我国工业过程碳排放占比高达70%，实施节能增效、替代燃料、CO 2捕集等是实现工业过程碳减排的重要路径。
高效膜分离技术已成为过程工业节能减排和环境治理的共性支撑技术。
本文围绕碳减排目标，结合本文作者课题组在分子筛膜领域的相关工作，重点论述分子筛膜分离技术在有机溶剂脱水、清洁能源生产、CO 2分离和反应过程强化等领域的研究进展。
基于本文作者课题组十余年的有机溶剂脱水产业化工作，提出降低膜装备投资的中空纤维分子筛膜技术路线、强化分子筛膜应用技术研究是实现大规模工业应用的关键。
分子筛膜在工业气体分离领域仍属空白，加强高硅/全硅分子筛膜的制备及其在复杂组成气体的分离应用研究，对推动分子筛膜气体分离的实际应用至关重要。
关键词：分子筛膜；碳减排；有机溶剂脱水；CO 2分离；H 2分离；膜反应中图分类号：TB39文献标志码：A文章编号：1000-6613（2022）03-1376-15Progress of zeolite membranes for reduction of carbon emission inindustrial processesZHANG Chun ，WANG Xuerui ，LIU Hua ，GAO Xuechao ，ZHANG Yuting ，GU Xuehong(State Key Laboratory of Materials-Oriented Chemical Engineering,College of Chemical Engineering,Nanjing TechUniversity,Nanjing 211800,Jiangsu,China)Abstract:Carbon emissions from industrial processes account for up to 70%in China.Energy saving and efficiency enhancement,clean fuels,CO 2capture,etc.are the key pathway to achieve carbon emission reduction in industrial processes.High-efficient membrane separation has been deemed as a generic technology for energy saving,emission reduction and environmental protection.Focusing on carbon emission reduction,this paper summarized the main research progress in our group including organicsolvent dehydration,clean fuel production,CO 2separation,and chemical reaction intensification using zeolite membranes.Based on the more than ten years of experience on organic solvent dehydration,we proposed hollow fiber zeolite membranes for lower investment and membrane process optimization,whichwould be the key point for large-scale application.Since there is no practical application for industrial gas separation,it is highly desired to strengthen the preparation of high-/all-silica zeolite membranes and the separation of complex gas mixture.This would prove the way of zeolite membrane to practical applicationfor gas separation.特约评述DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2021-2353收稿日期：2021-11-16；修改稿日期：2021-12-31。
单原子催化剂
单原子催化剂的合成
制备方法：
1. 共沉淀法：是一种应用广泛且成熟的负载型催化剂的制备 方法，张涛课题组就是采用共沉淀法准备出了Pt/FeOx和 Ir/FeOx
2. 浸渍法:将载体放入含有活性组分的溶液中，活性物质逐 步吸附到载体表面，然后出去剩余液体，最后进行干燥焙 烧活化
3. 原子层沉积法：将物质以原子膜形式一层一层镀在载体表 面的方法
单原子催化剂 每一个金属原子都能作为活性位点
背景介绍
3.单原子催化剂近几年的发展
2011年，大连化物所张涛院士课题组成功制备出了单原子 Pt/FeOx催化剂，在这篇文章中，张涛院士等人首次提出了单原 子催化的概念[1]。
2012年，美国塔夫茨大学E. Charles H. Sykes课题组将单原子Pd 分散在Cu(111)面上，利用STM等手段表征了该原子分散的催化 剂，该催化剂对于加氢反应具有很好的选择性[2]。
4. 固相熔融法：包信和课题组将SiO2与FeSiO4在高纯氩气氛 下混合球磨，在空气气氛下高温煅烧再经硝酸洗涤、干燥 后得到硅化物晶格限域的单中心铁催化剂0.5wt% Fe/SiO2
[1] Nat. Chem., 2011, 3(8):634-641 [2] J. Am. Chem. Soc. 2013, 135(34): 12634-12645 [3] Chemistry–A European Journal, 2014,20(8): 2138-2144 [4] Science, 2014, 344(6184): 616-619.
光催化氧化技术用于室内挥发性有机化合物净化的研究进展
第52卷第9期 辽 宁 化 工 Vol.52，No. 9 2023年9月 Liaoning Chemical Industry September，2023基金项目： 辽宁省教育厅高校基本科研项目（面上项目LJKZ0622）；辽宁省教育厅高校基本科研项目（青年项目LJKQZ2021144）。
收稿日期： 2022-09-06光催化氧化技术用于室内挥发性有机化合物净化的研究进展张焱，张婷婷*，单凤君，王蕊，朱博，温宇（辽宁工业大学 化学与环境工程学院，辽宁 锦州 121001）摘 要： 室内环境中存在的挥发性有机化合物（VOCs）对人体健康有害，在多种空气污染修复技术中，光催化氧化技术（PCO）是最具有发展潜力的方法之一，也是近20年来空气污染修复技术领域研究的热点之一。
二氧化钛（TiO 2）是目前研究最多的光催化降解气态VOCs 的光催化剂之一。
综述了光催化氧化技术在去除空气中VOCs 污染物方面的应用，简要介绍了光催化氧化的基本原理、常见的TiO 2基光催化剂，并就光催化剂的特性（如结晶度、比表面积和表面化学性质）与光催化活性之间的关系对PCO 过程的影响进行了讨论，以期为后续的相关研究提供参考。
关 键 词：挥发性有机污染物（VOCs）；光催化氧化；光催化剂；TiO 2中图分类号：O643.36 文献标识码： A 文章编号：1004-0935（2023）09-1354-06室内空气质量（IAQ）对人体健康有着重要的影响[1]，长期暴露于室内空气污染物对人类健康有害，并会导致病态建筑综合症，在极端情况下还会导致癌症[2]。
挥发性有机污染物（VOCs）、氮氧化物（NO x ）、一氧化碳（CO）和颗粒物是室内空气的主要污染物。
燃烧副产品、建筑材料、办公设备等是室内空气的主要污染源[3-4]。
室内VOCs 主要含有烷烃、芳烃、酯、烯烃、羧酸和醇。
随着人们对室内空气质量的日益关注，许多技术被用于去除室内空气中的VOCs，如吸附[5]、臭氧化[6]、非热等离子体[7]、光催化氧化[8]（PCO）技术等。
第十八届全国胶体与界面化学学术会议会议手册说明书
催化剂项目环评报告书
1. 总 则..................................................................................................................... 3
1.1. 任务由来............................................................................................................ 3 1.2. 评价依据............................................................................................................ 3
院
长： 贺 彬 （法人代表，正高级工程师）
主管副院长： 杨逢乐（正高级工程师）
部门负责人： 赵中昆 （高级工程师）
审
核： 周东风 高级工程师
审
定： 周东风 高级工程师
项目负责人：陈 洁 项 目 组长：姚美香 评价人员情况：
编制人员
职称
证号
负责专题
签名
陈洁 姚美香
总则、结论、环境保护 高级工程师 A34010220400
2. 建设项目பைடு நூலகம்况.......................................................................................................... 20
2.1. 项目名称、性质和建设地点.............................................................................. 20
ＣＯ２制备甲醇催化剂研究进展
２０１５年９月第２３卷第９期 工业催化ＩＮＤＵＳＴＲＩＡＬＣＡＴＡＬＹＳＩＳ Ｓｅｐｔ．２０１５Ｖｏｌ．２３ Ｎｏ．９综述与展望收稿日期：２０１５－０３－０２ 作者简介：韩 睿，１９８８年生，女，山东省梁山县人，硕士，工程师，从事甲醇催化剂研发及下游产品开发工作。
通讯联系人：韩 睿。
ＣＯ２制备甲醇催化剂研究进展韩 睿 ，唐家鹏，何平笙，郭新宇（江苏煤化工程研究设计院有限公司，江苏昆山２１５３３７）摘 要：通过将ＣＯ２有效转化为甲醇，真正实现“跨越油气时代”进入“甲醇时代”。
通常ＣＯ２加氢合成甲醇所用催化剂主要是铜基催化剂，添加其他金属元素或助剂以提高铜基催化剂催化性能。
介绍ＣＯ２制备甲醇催化剂早期的研究，综述近年来有关ＣＯ２制备甲醇催化剂研究进展，新研发的镍－镓结构催化剂可在低压（常压）下将ＣＯ２转化为甲醇，比传统的铜－锌－铝催化剂更有效，更多产甲醇。
介绍ＣＯ２与水反应合成甲醇反应所用催化剂以及光催化还原ＣＯ２生成甲醇的新思路和新途径。
关键词：有机化学工程；二氧化碳；甲醇；铜基催化剂ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８ １１４３．２０１５．０９．００４中图分类号：ＴＱ４２６．９４；ＴＱ２２３．１２＋１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８ １１４３（２０１５）０９ ０６７７ ０５ＲｅｃｅｎｔａｄｖａｎｃｅｓｉｎｔｈｅｃａｔａｌｙｓｔｓｆｏｒｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｍｅｔｈａｎｏｌｆｒｏｍＣＯ２ＨａｎＲｕｉ，ＴａｎｇＪｉａｐｅｎｇ，ＨｅＰｉｎｇｓｈｅｇ，ＧｕｏＸｉｎｙｕ（ＪｉａｎｇｓｕＣｏａｌＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＤｅｓｉｇｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｋｕｎｓｈａｎ２１５３３７，Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：‘Ｂｅｙｏｎｄｏｉｌａｎｄｇａｓ：ｍｅｔｈａｎｏｌｅｃｏｎｏｍｉｃ’ｃｏｕｌｄｂｅｔｒｕｌｙｒｅａｌｉｚｅｄｔｈｒｏｕｇｈｅｆｆｅｃｔｉｖｅｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｏｆＣＯ２ｔｏｍｅｔｈａｎｏｌ．ＩｎｇｅｎｅｒａｌＣｕ ｂａｓｅｄｃａｔａｌｙｓｔｓａｒｅｕｓｅｄｆｏｒｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆｍｅｔｈａｎｏｌｂｙＣＯ２ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ，ａｎｄｔｈｅｉｒｃａｔａｌｙｔｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓａｒｅｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙａｄｄｉｎｇｏｔｈｅｒｍｅｔａｌｓａｎｄａｄｄｉｔｉｖｅｓ．ＴｈｅｒｅｓｅａｒｃｈａｄｖａｎｃｅｓｉｎｔｈｅｃａｔａｌｙｓｔｓｆｏｒｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆｍｅｔｈａｎｏｌｆｒｏｍＣＯ２ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎｗｅｒｅｒｅｖｉｅｗｅｄ．ＣｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌＣｕ Ｚｎ Ａｌｃａｔａｌｙｓｔｓ，ｔｈｅｎｅｗｎｉｃｋｅｌ ｇａｌｌｉｕｍｃａｔａｌｙｓｔｃｏｕｌｄｃｏｎｖｅｒｔｅｄＣＯ２ｉｎｔｏｍｅｔｈａｎｏｌｕｎｄｅｒｌｏｗｐｒｅｓｓｕｒｅ／ｃｏｎｓｔａｎｔｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｐｏｓｓｅｓｓｅｄｍｏｒｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｃａｔａｌｙｔｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎｄｈｉｇｈｅｒｍｅｔｈａｎｏｌｏｕｔｐｕｔ．ＴｈｅｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆｍｅｔｈａｎｏｌｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｏｆＣＯ２ｗｉｔｈｗａｔｅｒａｎｄｔｈｅｃａｔａｌｙｓｔｕｓｅｄｉｎｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｎｅｗｉｄｅａｓａｎｄｗａｙｓｆｏｒｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃｒｅｄｕｃｔｉｏｎｏｆＣＯ２ｔｏｍｅｔｈａｎｏｌｗｅｒｅｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｏｒｇａｎｉｃｃｈｅｍｉｃａｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；ｃａｒｂｏｎｄｉｏｘｉｄｅ；ｍｅｔｈａｎｏｌ；Ｃｕ ｂａｓｅｄｃａｔａｌｙｓｔｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８ １１４３．２０１５．０９．００４ＣＬＣｎｕｍｂｅｒ：ＴＱ４２６．９４；ＴＱ２２３．１２＋１ Ｄｏｃｕｍｅｎｔｃｏｄｅ：Ａ ＡｒｔｉｃｌｅＩＤ：１００８ １１４３（２０１５）０９ ０６７７ ０５ 从减少大气污染和充分利用自然资源的角度出发，变ＣＯ２为宝，有效固定ＣＯ２，减少温室气体对环境的影响，并生产循环可再生能源均具有重要意义，是关系资源、能源和环境的重大课题。
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新型高负载量Co-N-C单原子催化剂——大化所张涛院士课题组最新力作Chemical Science...前言声明：原文一直使用的是Single-atom dispersed Co-N-C catalyst，这里为了简便，直接翻译为单原子。
实际上，Co 是以Co-N-C的形式存在，自然不是零价的Co原子，说成单原子不是特别准确。
1. 背景说起单原子催化，大家可能都不陌生（参见“以一当十”之神奇的单原子催化）。
自从2011年大连化物所张涛院士课题组提出“单原子催化”的概念并制备了第一种具有实际应用价值的单原子催化剂Pt1/FeOx以来，单原子催化异军突起，发展得如火如荼。
各路大牛、小牛纷纷加入到这个行列大展身手，一时间可谓“百花齐放，百家争鸣”（参见“这个单原子不怕热—浅析最新的一篇Science”和“简单背后的不简单—浅谈郑南峰老师等人的Science”）。
前段时间，大连化物所举办了第一届“单原子催化论坛”（第十六届国际催化会议之会前会），邀请各路高手云集一堂共商大计。
大家一致认为，高负载量单原子催化剂及其催化新反应、先进的表征技术、单原子催化的理论认识是该领域的发展方向，同时也是硬骨头。
而今天要和大家分享的是张涛院士课题组的最新力作——高载量单原子催化剂之Co-N-C的制备，结构鉴定及其催化应用。
文章的共同第一作者为张涛院士课题组的刘文刚同学和张磊磊博士，共同通讯作者为张涛院士和王爱琴研究员。
研究的出发点是什么？考虑到非铂基ORR电催化剂中Me-N-C材料的出现(Me = Co/Fe….)用以替代昂贵的Pt/C电催化剂，与单原子催化剂提高金属利用率有相似的出发点，因此，作者旨在将单原子催化剂和Me-N-C材料相结合，利用N掺杂的C材料稳定具有高表面自由能的单原子，达到制备高负载单原子的目的。
小编评述：单原子的稳定存在对其表面化学环境其实有很高的要求。
常规的单原子催化剂之所以负载量非常低，主要也是为了让这些单原子尽可能分散，利用载体等环境将单原子稳定住。
而如果要设计高负载的单原子催化剂，最好的方式就是将单原子及其周围的化学环境当作一个整体来进行设计，例如郑南峰老师的那篇Science利用的乙二醇的配合作用，如果将Pd-EG当作一个整体来进行考虑，其较高的负载量就比较好理解了。
而本文则是将Co-N-C当作一个整体。
要说起这Co-N-C催化剂，您可能也不陌生。
这类催化剂（Me-N-C, Me = Fe, Co, Ni, etc.）被广泛应用到电化学反应中（如ORR，HER，CO2RR）和精细化学品合成中，因其优异的催化性能在以上反应中大放异彩，大有取代贵金属Pt催化剂之势。
研究者可不仅满足于催化活性好，他们还要深究催化机理，认识真正的催化活性中心。
一时间大家争得面红耳赤，有说是CoOx纳米颗粒的，有说是1-3层石墨炭包覆的Fe纳米颗粒的，也有说是Co-N4结构的。
之所以未达成共识，是因为此类催化剂组成比较复杂。
Me-N-C 目前均采用高温焙烧法制得，即将金属前驱体、含N配体、C源等在高温下一锅法焙烧(600-1000 oC)，这导致催化剂中含有Co(0), CoOx, CoCx, CoNx等多种组分。
张涛院士课题组在前一部分工作中通过对Co-N-C进行细致表征并设计对照实验，证明Co单原子是催化醇氧化反应的真正活性物种，但由于催化剂中仍然含有Co纳米颗粒，所以还不是特别令人信服。
这次，他们通过改进制备方法，得到了Co完全呈单原子分散的Co-N-C催化剂，其中Co的负载量达到3.6 wt%。
而且，通过DFT计算和XAFS表征，他们获得了Co-N-C的精细结构，这在催化领域实属不易。
好了，书归正传，下面小编就带着大家学习一下这篇文献。
小编评述：科学研究从来没有凭空而来一说，天才般的想法只在传说中出现。
而实际情况是——积累成就辉煌。
张涛老师课题组之所以经常有好的论文出现，与他们深厚的积累是离不开的。
仔细思考论文之间的关联性其实对于如何将自身的课题变得更加系统化是非常有帮助的。
2. Co-N-C单原子催化剂制备Co-N-C催化剂采用一锅焙烧法制得，即将Co(OAc)2、邻菲罗啉、Mg(OH)2在高温下焙烧(600-1000 oC)。
鉴于M-N-C催化剂主要是应用于电化学领域，材料的导电性是研究者考虑的一个关键因素，因此人们在载体/模板剂的选择上一般局限于炭材料，如乙炔黑、CMK-3、石墨烯等，炭载体在高温焙烧过程中并不能有效地抑制金属的迁移聚集，因此制得的催化剂也就不可避免的会尺寸不均一，组分复杂，这给催化活性位的确定带来很大困难。
鉴于此，作者选用金属氢氧化物Mg(OH)2为载体/模板剂，以邻菲罗啉为N源/C源，经高温焙烧，酸洗移除模板剂，制得自支撑的高负载量Co-N-C单原子催化剂，其中Co 的负载量高达3.6 wt%。
下图1为乙炔黑(左图)与MgO载体(右图)负载的Co-N-C催化剂SEM对照图。
左图亮点为聚集的Co NPs ，右图则未观察到大的NPs，说明MgO有效抑制了Co的迁移长大。
图2为原子分辨的球差校正STEM电镜照片，可以看到，Co以单原子形式存在。
小编评述：山重水复疑无路，柳暗花明又一村。
学科交叉的魅力就在于打破固有的限制，从新的角度进行思考，进而得到新的发现。
图1 Representative SEM images of Co-N-C/Carbon (left) and Co-N-C/MgO (right) catalysts underback-scattering electron detector mode. 图2 Co-N-C单原子催化剂的电镜照片。
3. Co-N-C结构解析作者使用XANES与DFT揭示了Co-N-C催化剂的结构。
XANES谱在鉴定化合物配位结构方面具有独到优势，被研究者称为指纹谱图(finger print)。
如图3-A所示，作者对比了Co-N-C-700与Co的标准物，如Co foil、卟啉钴、酞菁钴、四氧化三钴等的XANES谱图。
其中，卟啉钴和酞菁钴在7714-7716 eV附近有较强的一个边前峰(pre-edge peak)，它是由中心原子Co的1s轨道向3pz轨道跃迁引起，与Co 配位结构的对称性有关，被认为是具有平面结构Co-N4基团的指纹特征。
而Co-N-C-700单原子催化剂边前峰的缺失表明中心Co原子并非是一个平面结构，它的结构更类似于四面体的前驱体Co(phen)2(OAc)2。
为了进一步确认Co-N-C-700催化剂的活性位结构，作者利用DFT建立27种模型，通过软件FEFF8.2 code计算得出25种模型的理论XANES谱线(如图3-B 虚线)，其中CoN4C8-1-2O2模型与Co-N-C-700的XANES实验值相吻合。
在这种模型中，Co 中心在径向方向与4个N配位，轴向有2个弱吸附的氧气分子吸附在Co原子上。
图3 (A) The normalized XANES spectra at the Co K-edge ofdifferent samples. (B) Comparison between the K-edge XANES experimentalspectrum of Co–N–C (solid red line) and the theoretical spectrum(black dottedline) calculated with the inset structure.此外，通过傅里叶变换得到的EXAFS(r-space，k-space)进一步印证了Co的配位环境信息, 如下图4-A所示，从r-space中可推断出Co-N-C-700催化剂中并未出现Co-Co 键和Co-O键(对比Co foil中的Co-Co键，Co3O4中的Co-O 键)，这也与Co-N-C-700单原子催化剂中不含有Co NPs结论相一致。
而k-space中，Co-N-C-700催化剂中的EAXFS 谱图振荡波形主要是由N path的振荡波动贡献，据此表明Co-N键是Co配位环境第一壳层中最接近中心原子的，该结论也符合CoN4C8-1-2O2模型中的键长参数。
综上所述，通过XAFS这一强有力的结构解析工具，我们可认为单原子Co-N-C催化剂中Co的局域配位环境为CoN4C8-1-2O2。
小编评述：单原子催化剂的精细结构的解析与确定对于单原子催化剂的设计，单原子催化剂构效关系的理解都是非常重要的。
实际上，本文之所以能够制备出如此高负载量的单原子催化剂，关键也就在于Co-N-C的这种特殊结构。
应该说，本文确定了这一结构，对于人们设计其他类似的催化剂来说是很有启发的。
而能够启发人们思考，促进课题发展的论文就是好论文。
图4 (A) The k2-weighted Fouriertransform spectra of the experimental andfitted Co–N–C catalyst as well as theCo foil and Co3O4 reference samples. (B) The contributionsof different paths including Co–N (blue line), Co–O (pink line) and Co–C (greenand navy blue lines) in k-space for theCo–N–C sample.4. 催化性能作者将单原子催化剂Co-N-C催化剂应用于硝基苯加氢偶联制备偶氮苯的反应中，在温和的条件下，该催化剂展现出优异的催化活性。
如图5及下表所示，当底物中含有不饱和双键，如3-硝基苯乙烯时，Co-N-C催化剂的选择性高达99%。
作者通过对照实验以及ATR-IR光谱实验证明，Co-N-C催化剂是通过选择性地吸附硝基官能团获得高选择性。
图5 ATR-IR spectra of nitrobenzene, styrene and 3-nitrostyrene adsorbed on theCo-N-C catalyst at 25 oC.小编评述：好的论文，告诉大家的不仅仅是“有多好”，更重要的是“为什么好”。
告诉别人“有多好”不一定非常有价值，但是告诉别人“为什么好”就一定会有所启发！5. 结论作者通过合理优化催化剂制备条件，成功制备出了负载量高达3.6 wt%的Co-N-C单原子催化剂，丰富了单原子催化的种类。
并且通过DFT与XAFS光谱结合成功解析出Co-N-C催化剂的结构。
该催化剂在硝基苯加氢偶联制备偶氮苯的反应中表现出高活性、高选择性。
这一工作也有助于更好地理解M-N-C这类催化剂，并且在电化学以及精细化学品合成方面具有重要的指导意义。