人们广泛的研究纳米Pd催化剂进行H₂和O₂直接合成H₂O₂，但是Pd催化剂通常具有多种形式的O₂吸附行为，导致O₂和H₂O₂的O-O化学键切断反应的选择性和产率仍存在较大的问题。

有鉴于此，北京工业大学庄春强、陈戈、李洪义等报道一种具有高反应活性和选择性的氮原子Pd催化剂。

本文要点：

（1）

通过DFT计算，发现Pd单原子能够避免切断O-O化学键，同时O₂能够更好的活化并且生成H₂O₂的关键*OOH中间体，而且阻止发生H₂O₂分解。

（2）

这种单原子Pd催化剂，实现了高达115 mol/g_Pd/h的制H₂O₂速率，H₂O₂选择性达到99 %，单次合成的H₂O₂溶液浓度达到1.07 wt %。

比较发现，单原子Pd催化剂的制H₂O₂速率分别达到Pd簇催化剂或者Pd纳米粒子催化剂的性能的14倍和135倍。这项研究工作为设计直接合成H₂O₂的催化剂以及研究合成H₂O₂的机理提供帮助。

参考文献

Yu, S., Cheng, X., Wang, Y. et al. High activity and selectivity of single palladium atom for oxygen hydrogenation to H₂O₂. Nat Commun 13, 4737 (2022)

DOI: 10.1038/s41467-022-32450-6

https://www.nature.com/articles/s41467-022-32450-6