单原子催化剂是近十年兴起的一类新型催化剂，它具有最大的原子效率。但是，金属单原子具有高的表面能，在反应过程中容易聚集形成表面能低的颗粒，因此，制备稳定的单原子催化剂仍然具有极大的挑战。金属有机框架（MOF）材料具有结构周期性和功能基团的可设计性，向MOF中引入配位螯合位点后，该类结构能够作为理想的载体稳定金属单原子。
基于此，我们通过一种竞争配位的策略制备了纳米立方体组装形成的锆-卟啉MOF空心纳米管结构，该结构中均匀分布的卟啉基团，能够配位各种贵金属单原子，从而形成稳定的贵金属单原子催化剂。球差透射电镜和同步辐射测试证明了单原子的存在。该类催化剂同时兼具卟啉结构优异的光学性能、独特的空心纳米管结构以及单原子催化剂的特点，在光催化水分解产氢反应中表现出了优异的催化性能。
图1 Zr-MOF空心纳米管的合成策略图
图2 HNTM-Ir/Pt样品的（a）TEM，（b）HAADF-STEM，（c）（d）aberration-corrected
HAADF-STEM和（e）元素分布图。
图3 （a）样品的光催化产氢性能曲线，（b）HNTM-Ir/Pt样品的循环实验数据图。
这一成果近期发表在Angewandte Chemie
International Edition上，文章第一作者是天津大学的博士何霆，通讯作者为清华大学的王训教授。
Ting He, Shuangming Chen, Bing Ni, Yue Gong, Zhao Wu, Li Song, Lin Gu, Wenping Hu and Xun Wang, Zirconium-Porphyrin Based Metal-Organic Framework Hollow Nanotubes for Immobilization of Noble Metal Single Atoms, Angew. Chem. Int. Ed. 2018. Accepted. DOI: 10.1002/anie.201800817 and 10.1002/ange.201800817
