L'isolamento geometrico delle specie metalliche nella catalisi a singolo atomo (SAC) non solo massimizza l'efficienza di utilizzo atomico, ma conferisce anche alle SAC una selettività unica in varie trasformazioni.

L'ambiente di coordinazione degli atomi di metallo isolati nelle SAC determina le prestazioni catalitiche. Però, rimane difficile modulare la struttura coordinativa pur mantenendo la dispersione del singolo atomo.

Recentemente, un gruppo di ricerca guidato dal prof. Zhang Tao e dal prof. Wang Aiqin dell'Istituto di fisica chimica di Dalian dell'Accademia cinese delle scienze ha fabbricato Ru ₁ /NC SAC con buona attività catalitica, selettività e stabilità nell'amminazione riduttiva di aldeidi/chetoni derivati ​​dalla biomassa per produrre ammine primarie, e ha chiarito le relazioni struttura-prestazioni dal livello atomico/molecolare.

Questo studio è stato pubblicato in Comunicazioni sulla natura il 2 giugno.

I ricercatori hanno preparato Ru ₁ /NC SAC verso la reazione target, e scoprì che sia l'attività catalitica che la selettività aumentavano con la diminuzione dei numeri di coordinazione Ru-N. Particolarmente, Ru ₁ /NC SAC con Ru ₁ -N ₃ porzione offriva le migliori prestazioni catalitiche, che era molto superiore ai catalizzatori Ru nanoparticellari e omogenei mai riportati.

Inoltre, Ru ₁ /NC ha presentato un'eccellente durata contro l'avvelenamento da CO o composti contenenti zolfo, e la dispersione del singolo atomo è stata ben mantenuta anche dopo la riduzione in condizioni estreme.