Die facettenreiche Reaktivität heterogener Einzelatom‐Katalysatoren

Heterogene Einzelatom‐Katalysatoren (single‐atom heterogeneous catalysts, SACs) finden aufgrund ihrer maximalen Reaktivität pro Metallatom und der einfachen Wiederverwendbarkeit großen Anklang in der akademischen Welt. Jedoch führt der Weg von Nanopartikeln oder Metallclustern zu schließlich einzeln isolierten Atomen zwangsläufig zu Veränderungen in der Reaktivität der Katalysatoren, da die physikalische Struktur der aktiven Zentren verändert wird. Hier bewerten wir durch den Vergleich verschiedenster Anwendungen, ob die katalytische Leistungsfähigkeit durch die Verwendung von SACs verbessert oder verschlechtert wird. Zudem stellen wir fest, dass SACs im Allgemeinen einzigartige katalytische Zyklen aufweisen. Die Wahl des Trägermaterials ist maßgebend, da dieses sowohl die elektronischen als auch die sterischen Eigenschaften des Metallzentrums beeinflusst. Außerdem kann der Träger auch als Cokatalysator wirken. Für die Entwicklung neuer SACs, welche die begehrenswerten Eigenschaften ihrer homogenen oder heterogenen Vorgänger vereinen können, müssen all diese Aspekte berücksichtigt werden. Schließlich könnten SACs auch homogene Metallkomplexe in katalytischen Anwendungen ersetzen, bei denen sich die Heterogenisierung als besonders schwierig erweist.