分会

第四十三分会：纳米催化

摘要

最近单原子纳米酶受到了广泛的关注，因为它们不仅最大程度地利用了每个金属原子，而且提供了一个平台，弥合了天然酶和人造酶之间的鸿沟[1-3]。然而，由于来自载体材料的负电氮/氧原子的配位，那些单原子位点的电子状态通常带正电（相对于其金属形式），导致氧化还原反应中的低反应性。因此，金属原子及其比反应性的平衡利用对于将人工酶作为氧化还原酶模拟物的实际应用至关重要。我们证明了Ru金属在载体表面上的电子状态与它的螯合原子密切相关，从阳离子Ru-O3位点到金属样Ru-Ru3位点。发现Ru的电子状态是影响过氧化物酶样活性位点的主要因素。对于Ru单原子，Ru-O3位点带正电荷的Ru（+1.25 | e |）使Lewis碱产物（即水）的解吸对于下一个催化循环极为困难，从而使过氧化物酶的活性降低。与形成鲜明对比的是，当使用Ru 纳米团簇时，在酸度较低的Ru-Ru3的金属状Ru（～0 | e |）上可以大大简化此过程。 Ru-Ru3位的重复利用确保了催化的连续性，使Ru簇在每个原子上甚至比单原子Ru更具活性。使用过氧化物酶模拟物进行过氧化氢和葡萄糖检测进一步证明了这一结果。因此，我们已经证明，最大程度利用金属原子与它们的比反应性之间的平衡对于设计具有高模拟活性的人造酶都是至关重要的。

关键词

单原子纳米酶;过氧化物酶;电子状态

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