山大贾春江/北大马丁，JACS！

由于过度的CO化学吸附，负载型Pt催化剂长期以来在许多含CO反应中一直遭受CO中毒。因此，Pt基催化剂对醇的脱氢作用(这是制造高价值化学品和产H₂的关键催化过程)受到生成的CO产物的严重阻碍。以前对抗CO中毒催化剂的研究主要集中在通过电子调制或空间分离策略在Pt₁单原子中获得低5d轨道占据比，以实现CO耐受性。

然而，由于Pt-C键被削弱，Pt₁原子的低5d轨道占据比通常不利于激活C-H键。此外，Pt物种的裸露表面不利于O-H键的切割，这从动力学上决定了Pt位点的催化效率。因此，为了实现高效的醇脱氢，调制Pt₁基催化剂使其同时具有切割醇分子的C-H/O-H键和耐受CO分子的能力，是理想且具有挑战性。

近日，山东大学贾春江和北京大学马丁等报道了一种高活性和热稳定性的Pt单原子催化剂，该催化剂通过将金属原子锚定在MoO_x/Mo₂N (2<x<3)异质结构上来实现。实验结果表明，以甲醇作为模型分子，获得的Pt₁-MoO_x/Mo₂N催化剂在甲醇分解成CO和H₂过程中表现出对CO的巨大耐受性。

特别是，Pt₁-MoO_x/Mo₂N在甲醇分解速率方面比其他常规催化剂(包括氧化物负载Pt)高出10倍以上。此外，它还在各种结构的醇类(如乙醇、1-丙醇、异丙醇、苄醇和1-丁醇)的脱氢中表现出通用性。

一系列原位表征和动力学实验结果表明，形成的Pt₁-MoO_x/Mo₂N界面对于醇的高效脱氢过程至关重要。具体而言，一方面，自发形成的薄MoO_x-O_v层使得O-H键在低至室温的温度下断裂，这进一步协同激活了界面位点Pt₁原子上的C-H键断裂；另一方面，分离的Pt₁原子的电子损失特性提高了它们对CO中毒的抗性，从而促进了活性界面上的反应循环。

总的来说，通过耦合单原子和异质结构薄氧化物层的优点，该项工作为构建有效的Pt基催化剂以同时为醇脱氢反应提供高效率和CO耐受性提供了新策略。

CO-Tolerant Pt₁-MoO_x/Mo₂N catalyst for efficient activation of C-H and O-H bonds toward alcohol dehydrogenation. Journal of the American Chemical Society, 2025.DOI: 10.1021/jacs.4c17409