纳米人

由于理论上超高的原子利用率和催化活性，单原子催化剂 (SAC)已成为极具吸引力的研究热点，层出不穷的新颖合成路线不断被开发出来，合成各种类型的SAC，而关于SAC的不同测试应用也是被不断挖掘，包括各种类型的催化反应、能源存储及利用、生物医药开发等

对于SAC的体系，一个非常重要的科学问题是如何有效评价文章的创新性？

因为原则上每个负载的目标单原子都可以作为一个孤立的活性位点，负载量的提升，可以有效提升SAC的性能，所以相对其他体系，SAC领域中非常独特且非常重要的评价指标就是目标单原子的负载量

在众多的合成方法中，含C基底负载目标单原子是非常常见且有效的合成方法，随着研究的不断深入，合成SAC常见基底或者前驱体涵盖了二维家族、TMDs、MOFs、COFs等各类耳熟能详的材料，关于负载量，多数研究论文通常以质量百分数 (wt%) 计算表示单原子的含量，但是由于目标单原子和载体之间的原子质量差异，特别是对于重金属原子和轻质元素基底，以wt%定义单原子负载量时，会导致不同SAC体系的负载wt%数值差异波动比较大，无法真实反映活性位点的数量，不利于横向进行对比SAC体系。

尽管在催化应用中，引入了turnover frequency (TOF)等指标来衡量催化剂中活性位点的催化活性，但是TOF更侧重于催化活性的分析比较，横跨到不同的应用场景，TOF普适性也相对受限。

另外，从材料工程角度出发，开发合成方法来得到高负载量的SAC本身就可以作为文章中的主要创新点，事实上多数已经报道的相关研究论文也是将SAC的wt%数值作为重要的指标进行highlight。

既然wt%的应用有一定的限制，那使用哪一个指标来评价SAC负载量更好呢？

其实，与wt%相比，原子百分比（at%）更能代表单原子的负载量，可以避免基底的影响

近日，江苏大学饶德伟研究员，中山大学王梦晔教授，Palacky Univeristy左云鹏博士等人围绕单原子载量的表示方法，在知名国际期刊Material Today Energy上发表了Perspective，阐述了at%在表示SAC负载量时的优势

通常报道的单原子催化剂以wt% 来定义其负载量，受限于单原子与载体之间的原子质量差异，难以反映真实的活性位点数量。制备高负载的单原子催化剂本身就是材料的重要创新点，如果载量的表示方法不能真实反映活性位点数量的变化，那么高负载就失去了其实际意义

at% 作为一个表示指数，可以用来定义SAC的负载量并横向对比，而不用考虑载体的差异，更贴近单原子的定义

图3. wt%和at%计算SAC负载量的差异性比较（依据已经报道的相关论文数据）。(a)模型FeCN SAC与(b)实际报道的不同Fe-C-N SAC体系中用wt%与at%数值表示的负载量差异性比较；(c, d) 已报道不同的单原子催化剂，wt%与at%两种表示方法的数值差异性。

wt%与at%都可以用来表示SAC体系中的目标单原子负载量，横向对比的情况下，at%优势更明显一些

参考文献Tianyun Jing, Tingting Li, Dewei Rao, Mengye Wang, and Yunpeng Zuo. Defining the Loading of Single-atom Catalysts: Weight fraction or Atomic fraction?https://doi.org/10.1016/j.mtener.2022.101197