揭示在催化剂表面上生成的活性氢物种的H₂解离和氢溢流行为对于实现高效且化学选择性的加氢反应至关重要。
然而，由于直接观察氢原子（元素周期表中最小的原子）的挑战，这些行为仍然难以捉摸。
基于此，2025年3月24日，中国科学院生态环境研究中心刘睿等人在国际知名期刊Angewandte Chemie International Edition发表题为《Reactive Hydrogen Species Behaviors on Pd/TiN: In situ SERS Guided Regulation for Chemoselective Hydrogenation》的研究论文。
在此，作者通过原位表面增强拉曼光谱（SERS）技术，研究了钛氮化物（TiN）载体上Pd位点特异性的D₂解离以及解离后的D的氢溢流行为。
除了促进形成Pd单原子（Pd₁）、完全暴露的Pd团簇（Pdn）和Pd纳米颗粒外，解离在Pd位点上的D₂（通过νPd–D在1,800 cm⁻¹处的振动模式指示），溢流到TiN上，并形成N–D键（通过νN–D在2,400 cm⁻¹处的振动模式指示）是可以通过光谱追踪的。
结合密度泛函理论（DFT）计算，Pdn被识别为通过氢溢流提供活性氢的最有利位点。
此外，作者提出νPd-D和νN-D/νPd-D比值分别作为Pd₁和Pdn位点相对含量的指标，并开发了一种基于原位SERS的方法，用于研究具有优化结构以实现化学选择性加氢的Pd/TiN催化剂的合成-结构-活性关系。
Reactive Hydrogen Species Behaviors on Pd/TiN: In situ SERS Guided Regulation for Chemoselective Hydrogenation，Angew. Chem. Int. Ed.，2025. https://doi.org/10.1002/anie.202503279
