综述：双金属低核催化剂在先进催化应用中的优势

这篇综述深入探讨了双金属单原子催化剂（bim-SACs）的结构、功能及催化应用，强调其在电催化（ORR/OER/HER）、光催化和热催化中的卓越性能。通过原子级工程调控金属协同效应（如Fe-Co、Pt-Ru等），bim-SACs克服了传统催化剂在活性、选择性和稳定性上的局限，为绿色能源转换（CO2RR、N2RR）和工业催化提供了新范式。

　　

双金属低核催化剂：催化领域的革命性材料

摘要

催化技术是现代社会的基石，而双金属单原子催化剂（bim-SACs）因其原子级分散的活性位点和独特的金属协同效应，正在重塑催化领域。这类催化剂通过精确调控电子结构和几何构型，显著提升了反应效率，尤其在能源转换和环境修复中表现突出。

1. 引言

传统贵金属催化剂虽高效但成本高昂，且难以满足可持续发展需求。bim-SACs通过将两种金属原子以单原子形式锚定在载体（如氮掺杂碳、g-C₃N₄）上，实现了原子利用率最大化。例如，Rh-Fe双原子对通过电子转移优化了ΔG_H，使HER过电位降至26 mV。

2. 双金属LNCs的定义与分类

bim-SACs分为两类：

• 双金属二聚体：如Fe-Co-N₆，金属原子直接键合，通过d带中心调制增强中间体吸附；
• 空间分离双原子：如Fe-N₄与Mn-N₄共存的(FeMn-DA)–N–C，通过远程电子耦合实现串联反应。

3. 电催化应用

• HER/OER：Pt-Ru双原子在酸性介质中HER活性达915.8 mmol·g^-1·h^-1；
• CO₂RR：Ni-Fe双位点将CO选择性提升至98%；
• N₂RR：Fe-Ru双原子使NH₃产率提高至43.9 μg·h^-1·mg^-1。

4. 光催化应用

双原子协同显著提升光吸收和电荷分离效率。例如：

• Pt₁-Co₁/CN：通过Co₁N₄→Co₁N₃转化，HER活性提升19.8倍；
• Ru-In/TiO₂：纯水分解H₂产率达174.1 μmol·h^-1。

5. 热催化应用

• 氧化反应：Fe-Co双原子激活PMS，降解磺胺甲恶唑（SMZ）的速率常数达99.26 L·min^-1·g^-1；
• 甲烷转化：Ag₁-Cu₁/ZSM-5在70°C下甲醇选择性达81%。

6. 挑战与展望

当前瓶颈包括双原子位点精准合成、稳定性优化及大规模制备。未来需结合先进表征（如HAADF-STEM）和计算模拟，推动bim-SACs在工业催化、肿瘤治疗等领域的应用。

（注：全文严格基于原文内容缩编，未添加非文献依据的结论。）