西工大新闻网5月17日电（任煜京）近日，西北工业大学生命学院覃勇教授团队在 Nano Research 上发表题目为“Insights into the effect of substrate adsorption behavior over heme-like Fe₁/AC single-atom catalyst”的研究论文，该研究内容受天然血红素结构启发，设计合成Fe₁/AC单原子催化剂，并详细探究了底物在催化剂表面的吸附行为对催化反应的影响。

由于碳材料表面具有复杂的物理化学结构，使得研究底物在其表面吸附作用的催化机制充满挑战。在本研究中，受天然血红素结构的启发，研究人员使用活性炭(AC)作为载体，制备出具有Fe₁-N₄位点的Fe₁/AC单原子催化剂。通过可控调节催化剂表面含氧官能团，揭示了底物吸附行为对催化TMB氧化反应的影响。即随着表面羧基含量的增加，被吸附的底物分子增多，使得其在AC表面富集，从而有助于反应性能的提高 （图1）。即催化剂表面羧基与Fe₁-N₄活性位点的协同作用使催化剂具有高效类过氧化物酶活性。该研究为高效M₁/N-C单原子催化剂的设计开辟了新的途径。

Fe₁/AC单原子催化剂表面羧基含量与催化性能之间的构效关系图

西北工业大学生命学院硕士生段江林、任煜京副教授和中国科学技术大学周亚男博士为该论文共同第一作者，西北工业大学生命学院覃勇教授、任煜京副教授和中国科学技术大学杨金龙院士为共同通讯作者，西北工业大学生命学院为第一单位。该研究工作得到了国家自然科学基金和中国博士后科学基金等科研项目资助。

（审稿：杨慧）