解码单原子催化剂的电子与结构指纹：基于 DFT 的 XANES 分析
材料科学
2026-03-27 v1
摘要
单原子催化剂（SAC）由分散在固体支撑上孤立金属原子组成，代表了催化原子效率的终极形式。其显著的活性和选择性源于局部配位环境和可调的氧化态，但对这些特征的精确确定仍是一个持久的挑战。在现代表征技术中，X射线吸收近边结构（XANES）光谱因其对电子和几何结构的敏感性而居于首位，但其解释往往受限于与 Bulk 参考的经验比较。本文我们引入一种基于密度泛函理论（DFT）的计算光谱框架，用于单原子催化剂 Cu K 边 XANES 谱的定量解释。随后，我们运用该框架揭示了在青铜图浆（cyanographene）上支持的 Cu 单原子的氧化态、配位几何及水合环境，进而展示了光谱特征与原子尺度结构之间的直接对应关系。这一方法为连接 XANES 特征与 SAC 电子结构特征提供了稳健且可迁移的途径，从而推动了原子精确催化剂的合理设计。
引用
@article{arxiv.2603.25179,
title = {Decoding the Electronic and Structural Fingerprints of Single-Atom Catalysts via DFT-Assisted XANES Analysis},
author = {Petr Lazar and Michal Otyepka},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.25179},
year = {2026}
}