负载的金属物种的大小对其催化活性有深远的影响。然而，由于缺乏单原子敏感且具有统计学意义的量化方法，这种结构敏感性对于原子尺度上的金属仍然不明确。近日，北京大学Ding Ma，中国科学院大学Wu Zhou，中科大Hongyang Liu，南方科技大学Yang-Gang Wang等克服了这一困难，量化了从单原子到亚纳米团簇和纳米粒子的各种表面钯物种在十二氢-N-乙基咔唑脱氢（该反应对 H2 运输和利用很重要）中的催化作用。
本文要点：
1）通过单原子敏感电子显微镜、单点敏感光学光谱和体敏感 X 射线吸收光谱的结合研究，作者定量确定一系列钯催化剂中不同钯物种的统计位点分布。并进一步建立了钯物种的平均 Pd-Pd 配位数与特定位点 TOFs 之间的相关性。
2）研究表明，最佳位点是完全暴露的钯团簇，平均 Pd-Pd 配位数约为 4.4，有利于反应物的活化和产物的解吸，而钯单原子几乎没有活性。
该工作表明，对于某些催化反应，在没有其它无效物种（即本工作中的钯单原子）存在的情况下构建完全暴露的金属团簇有助于最大限度地提高贵金属的反应性和原子效率。
Chunyang Dong, et al. Fully exposed palladium cluster catalysts enable hydrogen production from nitrogen heterocycles. Nat. Catal., 2022
DOI: 10.1038/s41929-022-00769-4
https://www.nature.com/articles/s41929-022-00769-4
