单原子催化剂（SACs）具有原子经济、化学选择性高等优点，但其在液相多相催化中的实际应用受制于生产瓶颈和催化剂浸出问题。流动化学是提高催化过程转化率的成熟方法，但在固定床式流动反应器中，SACs催化流动化学存在循环次数少、稳定性差等缺点。

近日，新加坡国立大学罗建平教授报道了一种适用于快速流动操作的SAC负载的MoS₂/石墨毡流动堆。

文章要点

1）SAC催化型流动堆栈可用于定量生产精细化学品（~5.8 g h⁻¹），包括在Pt₁-MoS₂催化剂上通过硝基芳烃的化学选择性还原合成28种多官能团的苯胺。此外，3D纤维催化剂材料的使用实现了单原子位点最大限度地暴露在反应物中。

2）得益于Pt₁-MoS₂催化剂的金字塔状的Pt-3S结构的稳定性，该催化剂具有很强的抗金属浸出性，因此可以在高流量(≥5 mL min⁻¹)下长期运行，而不会降低催化剂的性能。

3）在反应器水平上，研究人员借助计算流体力学分析了质量扩散限制和反应器内部局部湍流的影响。

快流反应器的使用解决了SACs的生产率瓶颈，为其在大规模化工生产中的应用铺平了道路。

参考文献

Zhongxin Chen, et al, Addressing the quantitative conversion bottleneck in single-atom catalysis, Nat Commun, 2022

DOI: 10.1038/s41467-022-30551-w

https://doi.org/10.1038/s41467-022-30551-w