Atomically dispersed metal catalysts (ADMCs) have attracted increasing interest in the field of heterogeneous catalysis. As sub-nanometric catalysts, ADMCs have exhibited remarkable catalytic performance in many reactions. ADMCs are classified into two categories: single atom catalysts (SACs) and atomically dispersed clusters with a few atoms. To stabilize the highly active ADMCs, nanodiamond (ND) and its derivatives (NDDs) are promising supports. In this Feature Article, we have introduced the advantages of NDDs with a highly curved surface and tunable surface properties. The controllable defective sites and oxygen functional groups are known as the anchoring sites for ADMCs. Tunable surface acid–base properties enable ADMCs supported on NDDs to exhibit unique selectivity towards target products and an extended lifetime in many reactions. In addition, we have firstly overviewed the recent advances in the synthesis strategies for effectively fabricating ADMCs on NDDs, and further discussed how to achieve the atomic dispersion of metal precursors and stabilize the as-formed metal atoms against migration and agglomeration based on NDDs. And then, we have also systematically summarized the advantages of ADMCs supported on NDDs in reactions, including hydrogenation, dehydrogenation, aerobic oxidation and electrochemical reaction. These reactions can also effectively guide the design of ADMCs. The recent progress in understanding the effect of structure of active centers and metal–support interactions (MSIs) on the catalytic performance of ADMCs is particularly highlighted. At last, the possible research directions in ADMCs are forecasted.

中文翻译：

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纳米金刚石及其衍生物上的原子分散金属催化剂：合成和催化应用

原子分散的金属催化剂（ADMC）在多相催化领域引起了越来越多的兴趣。作为亚纳米催化剂，ADMCs 在许多反应中表现出卓越的催化性能。ADMC 分为两类：单原子催化剂 (SAC) 和具有几个原子的原子分散簇。为了稳定高活性 ADMC，纳米金刚石 (ND) 及其衍生物 (NDD) 是有前景的支持物。在这篇专题文章中，我们介绍了具有高度弯曲表面和可调表面特性的 NDD 的优势。可控缺陷位点和氧官能团被称为 ADMC 的锚定位点。可调的表面酸碱特性使 NDD 上支持的 ADMC 对目标产物表现出独特的选择性，并在许多反应中延长了寿命。此外，我们首先概述了在 NDDs 上有效制造 ADMCs 的合成策略的最新进展，并进一步讨论了如何实现金属前驱体的原子分散和稳定形成的金属原子以防止基于 NDDs 的迁移和团聚。然后，我们还系统地总结了以NDDs为载体的ADMCs在加氢、脱氢、好氧氧化和电化学反应等反应中的优势。这些反应也可以有效地指导 ADMC 的设计。最近在理解活性中心结构和金属-载体相互作用（MSI）对 ADMC 催化性能的影响方面取得的进展尤为突出。最后对ADMCs可能的研究方向进行了预测。我们首先概述了在 NDDs 上有效制造 ADMCs 的合成策略的最新进展，并进一步讨论了如何实现金属前驱体的原子分散和稳定形成的金属原子以防止基于 NDDs 的迁移和团聚。然后，我们还系统地总结了以NDDs为载体的ADMCs在加氢、脱氢、好氧氧化和电化学反应等反应中的优势。这些反应也可以有效地指导 ADMC 的设计。最近在理解活性中心结构和金属-载体相互作用（MSI）对 ADMC 催化性能的影响方面取得的进展尤为突出。最后对ADMCs可能的研究方向进行了预测。我们首先概述了在 NDDs 上有效制造 ADMCs 的合成策略的最新进展，并进一步讨论了如何实现金属前驱体的原子分散和稳定形成的金属原子以防止基于 NDDs 的迁移和团聚。然后，我们还系统地总结了以NDDs为载体的ADMCs在加氢、脱氢、好氧氧化和电化学反应等反应中的优势。这些反应也可以有效地指导 ADMC 的设计。最近在理解活性中心结构和金属-载体相互作用（MSI）对 ADMC 催化性能的影响方面取得的进展尤为突出。最后对ADMCs可能的研究方向进行了预测。