为表彰在中国核科学基础理论研究中做出重大贡献者，中国核学会近日按照《中国核学会科学技术奖奖励办法》开展科学技术奖评审工作，深圳大学化学与环境工程学院刘剑洪教授、张黔玲教授团队的《石墨烯键合超疏水催化剂微尺度设计与调控》项目荣膺中国核学会自然科学奖一等奖，深圳大学为第一完成单位。

单原子催化剂是指金属以单原子位点的形式离散分散于载体上的一类催化剂，能最大限度地提高金属分散性和原子利用效率，并且单原子位点高度配位不饱和而具有极高的活性和独特的化学性质，表现出有别于传统的金属纳米粒子的特性。但是，单原子的表面能非常大，在合成和催化过程中极易团聚，因此单原子催化剂的制备通常比较困难。目前，学界主要采用共沉淀法、湿法浸渍、高温原子俘获法和金属-有机框架炭化法制备单原子催化剂，单原子载体主要以金属氧化物和碳基底为主。金属氧化物呈现亲水的表面特性，金属-有机框架炭化法由于炭化形成的无机碳材料中存留大量非金属杂原子（如氮原子）掺杂，所形成的碳基底往往也呈现亲水特征。因此，上述方法制备得到的单原子催化剂无法满足核技术领域中对于催化剂高疏水性的要求。此外，上述方法所制备得到的单原子位点与基底间的负载作用力较弱，无法形成明确化学的键合作用，因此得到的负载型催化剂存在稳定性较低、寿命较短的缺点。

针对上述问题，深圳大学刘剑洪教授、张黔玲教授课题组与欧阳晓平院士团队合作，历经长达二十年的不懈攻关，首创基于液相法合成单层石墨烯前驱体，通过前驱体上化学键合锚定金属单原子-纳米团簇-纳米颗粒结构，创制了系列石墨烯键合超疏水金属催化剂并阐明了调控机制和催化机理，最终成功筛选、制备出石墨烯键合超疏水单原子催化剂，一举突破了常规负载型单原子催化剂在疏水性和稳定性方面所存在的缺陷与局限，为化解热催化氘氚同位素分离、电解法富集重水分离以及新能源催化等重大技术难题开辟了科学路径。相关成果在重大国防科技项目中得以成功应用，并且先后发表论文64篇，其中具有代表性的论文11篇，被他引1300次，单篇最高达416次，获发明专利2项，为超疏水高活性催化研究提供了科学的途径和基础的理论方法。