中国科学技术大学张颖/北京大学马丁，发表AM！

尽管最近M₁+M_n/M_NP协同位点用于催化加氢反应的研究取得了巨大进展，但仍然存在许多挑战。首先，目前缺乏关于操纵M₁+M_n/M_NP整体局部结构以提高选择性加氢反应活性和选择性的指导。金属的不同化学和电子特性在同时调节系统中的不同位点方面提出了更复杂的挑战。

此外，表面能高的亚2 nm金属位点(M₁或M_n)在还原气氛或反应条件下易于团聚和生长，最终损害其稳定性。协同位点内M₁和M_n位点的空间隔离使结构-特性分析复杂化。

与此同时，对中间吸附-转移动力学至关重要的负载界面的优化在很大程度上仍然未知。通过独特的结构设计和对相关电子特性的修饰，界面修饰可以显著调节活性位点与反应组分之间的相互作用。然而，通过界面修饰操纵M₁+M_n/M_NP位点的局部环境和电子结构以提高加氢的活性、选择性和稳定性的研究尚未报道。

近日，中国科学技术大学张颖和北京大学马丁等报道了一种界面修饰策略，精细调整M₁+M_n位点的界面和整体电子结构，实现选择性加氢反应活性和稳定性的显著提高。

在广泛使用的催化剂载体羟基磷灰石(HAP，Pd₁+Pd_n@HAP)、NC修饰的HAP (Pd₁+Pd_n@NC/HAP)和纯NC (Pd₁+Pd_n@NC)上，构建了具有一致金属种类和簇大小的Pd单原子和簇(Pd₁+Pd_n)协同位点，从而实现了界面效应的研究。

随着改变金属种类和界面，观察到烷烃吸附、烷烃解吸和H溢出的显著动力学变化，表明催化活性与具有不同界面的Pd₁+Pd_n位点之间存在火山型相关性。在对氯苯酚、苯甲酸和喹啉的选择性加氢中也观察到类似的现象。

与Pd₁+Pd_n@HAP和Pd₁+Pd_n@NC相比，Pd₁+Pd_n@NC/HAP表现出优异的稳定性。催化实验和光谱表征揭示了Pd₁+Pd_n协同位点上的位点特异性吸附-解吸行为和界面增强的H溢出能力。在协同位点中，Pd₁主要促进烷烃的吸附和活化，并确保烷烃的快速解吸；而Pd_n则致力于H₂的解离。界面修饰优化了Pd₁+Pd_n协同位面的电子结构，促进了上述过程，并显著增强了分离金属位点之间的界面H溢出。

进一步的机理研究证实，具有不同界面的Pd₁+Pd_n位点的d带中心对底物吸附和解吸至关重要，可作为结构-活性关系的适当描述符。总的来说，这项工作为设计具有拓宽界面化学的高性能M₁+M_n协同催化剂提供了一种方法，可用于多种催化应用。

Interface modification of single atom-nanocluster synergistic sites to break the activity-selectivity-stability trade-off in selective hydrogenations. Advanced Materials, 2025. DOI: 10.1002/adma.202503841