I catalizzatori dispersi atomicamente hanno ricevuto un'ampia attenzione da parte della ricerca, perché esibiscono un'eccellente attività e una selettività unica per molte importanti reazioni catalitiche. La natura atomicamente dispersa di questi catalizzatori metallici conferisce le loro strutture elettroniche uniche e gli ambienti insaturi di coordinazione designati per l'adsorbimento/attivazione ottimizzato dei reagenti. Una grande sfida affrontata da questi catalizzatori dispersi atomicamente è che i metalatomi isolati supportati sono solitamente termicamente instabili e tendono ad aggregarsi in grandi cluster/particelle a temperature di reazione valutate. Di conseguenza, la maggior parte dei catalizzatori dispersi atomicamente riportati hanno un carico di metallo estremamente basso inferiore all'1,5% in peso. A causa del carico di metallo estremamente basso, molti catalizzatori dispersi atomicamente soffrono di una bassa attività specifica della massa, che è spesso considerato più cruciale, soprattutto nelle applicazioni industriali. Perciò, lo sviluppo di nuove strategie per la costruzione di catalizzatori dispersi atomicamente con elevato carico di metalli, elevata stabilità termica, e l'elevata prestazione catalitica è di grande importanza.

Al fine di ottenere un elevato carico di metallo e un'elevata stabilità termica, il materiale di supporto dovrebbe avere un'elevata superficie specifica con abbondanti siti superficiali che potrebbero fornire un forte ancoraggio alle specie metalliche supportate. Nel frattempo, per ottimizzare le prestazioni catalitiche, anche il materiale di supporto dovrebbe essere scelto con cura per mettere a punto le proprietà elettroniche delle specie supportate, e partecipare alla catalizzazione della reazione. In un nuovo articolo pubblicato su Pechino Rassegna scientifica nazionale , scienziati del College of Chemistry and Molecular Engineering dell'Università di Pechino a Pechino, Cina, e presso l'Università dell'Accademia Cinese delle Scienze di Pechino, Cina, e presso l'Università della Scienza e della Tecnologia della Cina a Hefei, La Cina riporta una facile sintesi di un catalizzatore Ir/MoC disperso atomicamente stabile termicamente con un carico di metallo fino al 4% in peso, un valore insolitamente alto per catalizzatori metallici supportati da carburo. La forte interazione tra Ir e il substrato MoC consente un'elevata dispersione di Ir sulla superficie MoC, e modula la struttura elettronica delle specie Ir supportate. Usando l'idrogenazione della chinolina come reazione modello, Il catalizzatore Ir/MoC mostra una notevole reattività, selettività, e stabilità. La presenza di atomi di Ir isolati ad alta densità è la chiave per ottenere un'elevata attività normalizzata del metallo e un'attività specifica della massa, mentre il substrato MoC contribuisce a bloccare l'idrogenazione non selettiva dell'anello benzenico in chinolina in condizioni di reazione difficili. Sulla base di calcoli teorici, gli autori mostrano che il meccanismo di idrogenazione della chinolina promosso dall'acqua è preferito rispetto all'Ir/MoC, che contribuisce all'elevata selettività verso 1, 2, 3, 4-tetraidrochinolina.

Degno di nota è che gli autori hanno sottolineato l'importanza del caricamento del metallo per il catalizzatore disperso atomicamente sulla base dei loro dati di reazione come "Possiamo trarre la conclusione che le specie Ir1 sulla superficie α-MoC sono più reattive dei cluster di Ir o delle NP di Ir in questa reazione, dando la più alta attività normalizzata ai metalli su catalizzatori Ir/α-MoC 0,5-4%. Dobbiamo sottolineare che un carico di metallo molto basso di un catalizzatore metallico supportato può comportare un'attività specifica della massa estremamente bassa, che è uno svantaggio nelle applicazioni pratiche. A nostro avviso, catalizzatore disperso atomicamente ad alto carico (ad esempio 4% Ir/α-MoC) e catalizzatore con la più alta densità di atomo di metallo isolato (ad esempio 7% Ir/α-MoC) sono significativi sia per il mondo accademico che per l'industria chimica."