腈类催化加氢的产物选择性与催化剂的结构密切相关。

近日，东北大学孙宏滨，中科院金属研究所刘洪阳研究员，北京大学马丁教授报道了在富缺陷纳米金刚石-石墨烯（Nd@G）杂化载体上制备了两种原子分散的Pd物种：Pd单原子（Pd₁/Nd@G）和平均三个Pd原子的完全暴露的Pd团簇（Pd_n/Nd@G）。结果显示，两种催化剂在腈类化合物的催化转移加氢反应中表现出明显的差异。

文章要点

1）研究人员采用沉积-沉淀法制备了原子分散的Pd₁/Nd@G和Pd_n/Nd@G。除Pd负载量不同外，两种样品的物理化学结构均无差异。研究发现，Pd₁/Nd@G催化剂用于腈加氢优先生成仲胺（TOF@333 K 709 h^-1，选择性>98%），而Pd_n/Nd@G催化剂在温和的反应条件下对伯胺表现出较高的选择性（TOF@313 K 543 h^-1，选择性>98%）。

2）详细表征和密度泛函理论（DFT）计算表明，原子分散的Pd催化剂的结构决定了H₂的解离吸附模式，也决定了亚苄基亚胺（BI）中间体的加氢途径，从而导致了Pd₁/Nd@G和Pd_n/Nd@G不同的产物选择性。

在原子分散Pd催化剂上建立的结构-性能关系为设计具有可调选择性的催化剂提供了有价值的见解。

参考文献

Liu, Z., Huang, F., Peng, M. et al. Tuning the selectivity of catalytic nitriles hydrogenation by structure regulation in atomically dispersed Pd catalysts. Nat Commun 12, 6194 (2021)

DOI：10.1038/s41467-021-26542-y

https://doi.org/10.1038/s41467-021-26542-y