单原子催化剂(Single-atom catalysts, SACs)具有100%原子使用率和新颖的催化特征，比年来已成为催化范畴的研讨前沿与热门。在单原子催化剂中，原子级疏散的金属位点(M₁)与载体间接成键。其部分配位情况对金属位点和载体之间的轨道互相作用或电子转移起着决议性作用，继而对金属原子M₁的电子布局有着决议性影响。上述部分配位情况对M₁电子布局的调控，对其催化活性和波动性有着极大影响，但对其催化选择性通常影响甚微。因而，开展调控单原子催化剂选择性的无效普适战略，具有紧张的意义，但现在仍旧是单原子催化范畴中一个宏大应战。

克日，中国迷信技能大学路军岭传授、王恒伟特任副研讨员等研讨职员报道了一种使用碱金属（比方Na）掺杂的“单原子-载体协同调控”战略，经过掺杂Na同时调控Rh₁单原子的电子特征和ZrO₂载体的凯发性子，在CO₂加氢反响中完成了选择性的无效调控，反响产品选择性在240-440 °C的宽温范畴内可以从100%的CH₄完全调控至99% CO。在440°C的低温条件下时，掺杂后的Rh₁/ZrO₂催化剂（1Na-Rh₁/ZrO₂）的CO₂转化率为43%，CO选择性仍高达98%。别的，在反响压力为 1 MPa，反响温度为 300 °C时，1Na-Rh₁/ZrO₂催化剂的CO天生速率是 9.4 mol_CO·g_Rh^-1·h^-1，远高于文献中报道，并且波动性明显优于未掺杂的Rh₁/ZrO₂催化剂。

高辨别电镜与谱学表征发明，碱金属Na并不与Rh原子间接成键。其引入未改动Rh单原子的疏散度，但加强了Rh-ZrO₂电子互相作用，促进了Rh向ZrO₂载体的电子转移，低落了Rh单原子的电子密度。

CO₂加氢原位红外实行证明，Na掺杂调变了ZrO₂载体上CO₂活化的方法和历程。在Rh₁/ZrO₂样品中，CO₂加氢遵照甲酸盐两头体（HCOO*）道路，终极天生CH₄；而在1Na-Rh₁/ZrO₂样品中, CO₂加氢转化则遵照羧酸盐两头体（COOH*）道路，终极天生CO。实际盘算标明，Na的引入促进了电子从Rh向ZrO₂载体的转移，与实行后果分歧。这不但低落了Rh对H₂的活化才能，也弱化了Rh单原子上CO的吸附。这可以促进反响产品CO的脱附，并制止CO产品深度加氢天生CH₄，从而完成了宽温范畴100%的CO选择性。与此同时，Na的掺杂还调控了ZrO₂载体的凯发性子，使得外表两头物种从HCOO*向COOH*变化，从而克制了CH₄、促进了CO的天生。因而，在Rh₁/ZrO₂中引入碱金属Na后，同时调控了Rh₁单原子的电子特征和ZrO₂载体的凯发性子，继而协同改动了CO₂加氢的反响途径，终极完成了产品由CH₄到CO的反转。

上述开展的碱金属掺杂调控单原子催化剂选择性战略可以拓展到其他单原子催化剂系统（如Ru₁/ZrO₂、Rh₁Al₂O₃、Rh₁/CeO₂等），表现了精良的普适性，为调控单原子催化剂的选择性提供了新思绪。