在多相催化中，贵金属(NMs)由于在温和的反应条件下具有优异的催化性能，一直是主要的催化剂。非贵金属(NNMs)被设计用来取代贵金属，NNMs与氮掺杂碳(N-C)形成的复合材料是近年来的研究热点，尤其显示了在电化学中替代Pt/C等商用NMs的可能性。在多相催化方面，特别是在有机反应方面，很少有文献报道NNM催化剂的催化性能可以与NM催化剂相媲美。而且对于NNM催化剂而言，苛刻的反应温度和压力始终是必需的。N-C材料被广泛用于锚定单个NNM原子（Fe，Co，Ni等），即使在更苛刻的条件下也能保持稳定，并在多相催化中显示出广泛的应用。在满足可控和稳定制备的目标的同时，开发一种廉价且易于获得的原料的简单合成策略对于原子NNM催化材料在多相催化中的实际应用具有重要意义。三聚氰胺甲醛（MF）树脂是一种廉价的工业规模的聚合物材料，已被广泛研究以制造燃料电池和超级电容器中的掺杂碳。三嗪单元的三维网络结构和丰富的氮元素为单个金属原子提供了理想的空穴和固定位点。
有鉴于此，安徽师范大学陈郑和清华大学李亚栋院士等人，通过Fe-MF的热解并构建介孔的氮掺杂碳来制造单原子铁催化剂。
本文要点
1）具有高氮含量和丰富空穴的三嗪单元可以有效地固定单个金属原子。
2）具有独特电荷和配位特性的原子铁在脱氢反应中显示出优异的催化性能。具有Fe-N4原子位点的介孔催化剂可以在室温下高效催化N-杂环和仲胺的脱氢。在室温下，各种N-杂环化合物和胺都可以有效地脱氢成相应的产物，即使考虑使用贵金属催化剂，这也是所有报道的反应条件中最温和的。
3）密度泛函理论（DFT）的计算表明，Fe-N4可能是活化胺基上C–H键的有效活性位点，这是脱氢的关键步骤。
总之，开发具有介孔结构的非贵金属原子催化剂为在温和条件下获得与NMs相当的优良催化性能提供了有效途径。
参考文献：
Zheng Chen et al. Atomic iron on mesoporous N-doped carbon to achieve dehydrogenation reaction at room temperature. Nano Res., 2020.
DOI: 10.1007/s12274-020-2975-6
https://doi.org/10.1007/s12274-020-2975-6
