腈类化合物选择性氢化反应的选择性与催化剂的结构密切相关。由于腈类化合物具有非常高的热力学稳定性，因此腈类化合物的选择性还原生成特定目标结构产物非常困难。通常条件中，腈类化合物的还原反应中生成一级胺、二级胺、三级胺的混合物，甚至得到一些副产物。因此，发展高效率和具有调控反应产物选择性的催化剂非常重要。

有鉴于此，东南大学Hongbin Sun、中科院金属所沈阳材料科学国家研究中心刘洪阳、北京大学马丁等报道发展在富含缺陷的纳米金刚石-石墨烯复合结构基底（ND@G）上构建了两种原子分散Pd物种，分别为单原子Pd的Pd₁/ND@G、原子完全暴露的平均3个Pd原子Pd_n/ND@G。

本文要点：

（1）

两种催化剂表现完全不同的腈类催化反应产物选择性：其中Pd₁/ND@G催化剂主要生成二级有机胺，在333 K温度中反应的TOF达到709 h^-1，该反应选择性达到>98 %；Pd_n/ND@G催化剂主要生成一级胺，在313 K温度中反应的TOF达到543 h^-1，反应产物的选择性为>98 %。

（2）

反应机理。通过详细的表征、结合DFT计算模拟，揭示单原子Pd催化剂的原子分散促进H₂分子切断，而且能够促进生成苄基乙胺中间体的反应中间过程，因此Pd₁/NG@G、Pd_n/NG@G两种催化剂进行腈类加氢还原反应中表现相互区别的产物选择性。这种原子分散Pd催化剂导致形成的结构-催化活性关系为调控催化反应选择性提供比较深入的理解和认识。

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://www.nature.com/articles/s41467-021-26542-y