甲酸（FA）是一种极有前途的氢载体，可以在氢经济的整体应用中发挥巨大作用。在这一点上，重要的是实现从纯净的FA制氢，而不需要任何溶剂或添加剂，这也是目前现有FA制氢系统所面临的挑战。

近日，以色列魏茨曼科学研究院David Milstein报道了钌-9H-吖啶配合物（1）对纯 FA无添加剂进行脱氢具有显著的活性。与大多数FA脱氢系统相反，该催化系统无需任何添加剂或溶剂即可催化纯净FA脱氢，从而完全释放FA的储氢性能。甚至在环境温度下，配合物1也会催化FA的脱氢，并且催化速率随温度的升高而提高（经测试，最高可达95 °C）。

文章要点

1）该催化剂可在FA中保持长期稳定，耐热性，同时可选择性催化纯FA脱氢（TON超过170万，TOF高达3067 h^-1）。此外，该催化体系即使在封闭系统中也很极具活性，可以实现从纯净FA产生高压的H₂/CO₂，甚至还可以催化市售85％FA（最低成本的低质量FA）进行脱氢反应。

2）机理研究和密度泛函理论（DFT）研究结果显示，通过顺式可用配位点的催化途径是配合物1催化纯FA脱氢的主要途径。此外，还发现了一条生成双羰基9H-吖啶配合物（1e）的催化剂路径，其同样参与催化FA脱氢反应。

总体而言，通过进一步优化，该催化系统可满足或有可能实现美国能源部的许多技术性能目标，包括H₂的可用比能量、H₂的可用能量密度、储氢系统成本、储氢系统的最小输送压力等。此外，鉴于吖啶类配体具有很高的可调节性，其进一步的研究有望产生更具活性的吖啶类化合物，用于催化纯FA脱氢。

参考文献

Kar, S., Rauch, M., Leitus, G. et al. Highly efficient additive-free dehydrogenation of neat formic acid. Nat Catal (2021).

DOI：10.1038/s41929-021-00575-4

https://doi.org/10.1038/s41929-021-00575-4