烷烃直接脱氢是目前研究的热点，但在低温下活化C−H键是一个巨大的挑战。
基于此，北京大学马丁教授，中科院金属所刘洪阳研究员，中科院山西煤炭化学研究所温晓东研究员报道了在纳米金刚石-石墨烯杂化载体上由平均三个Pd原子组成的完全暴露的Pd团簇（记为Pd3/ND@G），用于乙苯低温脱氢制苯乙烯。
文章要点
1）经像差校正的高角环状暗场扫描透射电子显微镜（AC-HAADF-STEM）和X射线吸收精细结构（XAFS）分析表明，充分暴露的平均原子数为3的Pd团簇通过Pd−C键稳定在富含缺陷的石墨烯表面。
2）与已报道的催化剂相比，得到的完全暴露的原子分散的Pd团簇具有良好的催化性能（328 mmol gPd−1 h−1的乙苯转化率和>99%的苯乙烯选择性），并且在350 °C的无氧条件下的稳定性得到了大大提高。
3）密度泛函理论（DFT）计算表明，团簇中相邻Pd原子之间的协同作用保证了乙苯中乙基上C−H键的有效活化和苯乙烯的易脱附，这是Pd3/ND@G催化剂具有比典型的Pd单原子和Pd纳米颗粒催化剂更高活性的关键。
本方法实现了对完全暴露的Pd团簇的精确控制，为原子尺度的直接脱氢催化剂的设计提供了一条新的途径。
参考文献
Linlin Wang, et al, Cooperative Sites in Fully Exposed Pd Clusters for Low-Temperature Direct Dehydrogenation Reaction, ACS Catal.2021
DOI: 10.1021/acscatal.1c01503
https://doi.org/10.1021/acscatal.1c01503
