在現代化學領域，開發高效的室溫催化劑具有重要的意義，但在各種常見反應，這始終是一項長期存在挑戰。
有鑒于此，鄭州大學李順方教授、任曉燕副教授等通過理論研究證實，二維多鐵性材料Cr(h-fpyz)2，其中h-fpyz=半-氟吡嗪（half-fluoropyrazine），[Cr(h-fpyz)2]是一種頗具潛力的、可在室溫下催化一氧化碳（CO）氧化反應的單原子催化劑（SAC）。
本文要點：
（1）
該催化反應的限速能壘僅為0.325 eV，反應速率達到3.47×106 s-1，比其單鐵衍生物[Cr(pyz)?]高六個數量級，這是因為兩個協同效應。首先，Cr(h-fpyz)2中配體的旋轉更為靈活，有助于活化氧氣O2分子，同時促進電荷轉移和自旋適配過程。其次，在Cr(h-fpyz)2表面,O2的吸附會產生明顯更低的局部正電場，從而降低了極性CO分子所受到的靜電排斥力。
（2）
這些發現為基于二維多鐵性材料構建高效單原子催化劑提供幫助，能夠利用多種自由度（如自旋、極性）在催化反應過程進行協同作用。
參考文獻
Zhang, F., Wang, P., Zhu, Y. et al. Highly enhanced room-temperature single-atom catalysis of two-dimensional organic-inorganic multiferroics Cr(half-fluoropyrazine)2 for CO oxidation. Nat Commun 16, 1580 (2025).
DOI: 10.1038/s41467-025-56863-1
https://www.nature.com/articles/s41467-025-56863-1
