文章来源：pubs.acs.org | 翻译：世界铂金投资协会
铂金基催化剂被广泛应用于电化学反应（特别是在高分子电解质燃料电池 PEFCs）与石化转化反应（例如烷烃异构化、脱氢、甲烷氧化、水煤气转移反应）。
大多数铂金基催化剂为异相系统，其铂或合金以纳米粒子（NPs）或簇状形式分散，并负载于载体上，例如碳黑、沸石、二氧化硅与氧化铝。
众所周知，催化剂的选择性与活性会受到铂金催化剂尺寸、表面结构、异质结构以及与载体间相互作用的影响。
然而，研究异相铂金催化剂的催化机制极具挑战性，因为活性位点的精确结构难以掌握。
相对地，同质催化剂如铂-配体配位错合物具有原子级明确的活性位点，有助于厘清催化反应机制。
此外，同质催化剂的选择性与活性可透过配位化学进行合理控制，实现对活性位点几何与电子结构的精细调控。
然而，同质催化剂缺乏如平台、阶梯、折角等多样催化位点，限制其与各类基质分子的互动能力。
同质催化剂的另一挑战在于稳定性不足，因为常见的Pt(II)错合物容易不可逆地聚集为Pt(0)纳米粒子，导致活性丧失。
配体保护的金属纳米簇（通常尺寸为1至3纳米）融合了同质分子催化剂与异相纳米粒子催化剂的特征。
簇体表面由单层配体所配位，其金属–配体作用类似于同质配位错合物。
这些经尺寸筛选的簇体通常具有优化的几何构型，展现出比同质催化剂更高的稳定性与抗分解能力。
另一方面，簇体核心则展现纳米粒子催化剂的结构特征，包括多样的尺寸、形状、相态与晶面，以及如吸附原子、折角与阶梯等催化活性位点。
相较于较大纳米粒子的异相催化剂，纳米簇因具有更多的活性位点（或前催化位点），通常能展现更佳的催化活性。
更重要的是，纳米簇可如同质催化剂般以原子级精度合成，提供理想的结构模型来厘清催化机制，并具备多重调控催化性质的手段。
尽管配体在异相催化剂中常被视为有害因素，近期配体保护金属簇与纳米粒子的研究显示，配体能透过调节通透性、溶剂化效果与目标分子反应性，以及活性位点的局部电子结构，反而促进催化反应。
总结来说，我们回顾了原子级精确铂金纳米簇的丰富历史与近期在合成、结构与性质上的最新进展。
尽管铂金纳米簇的研究热度仍不及金与银，其多样性拓展的潜力值得重视。
此类发展可透过既有策略实现，包括：(i) 控制Chini簇的核数，(ii) 调整球状簇的核心结构，(iii) 改变各类铂金簇的表面配体。
铂金纳米簇亦展现出一系列有趣的特性，包括Chini簇中与尺寸相关的能隙变化、铂棕簇中的多重氧化还原态，以及由配体变化所导致的多样表面功能。
深入理解这些特性，将为理性设计更高效的铂金簇催化剂带来新契机。
铂金纳米簇的层次性结构亦提供多重调控参数——包括尺寸、核心相态、金属–配体互动与有机配体骨架——让人们得以精准控制其结构，进而实现理想的设计型催化特性。（来源：pubs.acs.org）
