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【研究背景】

负载型金属纳米催化剂在多相催化中发挥着重要作用，因其活性好、可重复使用、易于储存等优点在化工领域得到了广泛应用。开发这类催化剂的最终目标是使其在化学反应中兼具优秀的选择性、活性与稳定性。然而，由于负载型金属纳米催化剂的活性位点位于金属原子聚集态的尺寸不均的纳米颗粒（NP）上，结构复杂且不均一，控制其选择性存在巨大障碍，特别是对于含有多个反应位点的特定反应。因此，根据目标反应的特点合理设计和合成具有突出选择性而不散失活性优势的理想负载型金属纳米催化剂仍然是一个巨大的挑战。一般来说，负载型金属纳米催化剂的催化过程起始于对反应物的吸附和活化。显然，反应物的不同反应位点对纳米颗粒上的活性位点的吸附和活化行为存在差异，控制其中副反应位点的吸附与活化行为同时维持甚至促进主反应位点的吸附与活化行为无疑对于优化负载型金属纳米催化剂的选择性至关重要。

单原子（SA）金属中心具有结构均匀性和电子特性可调的优点，有利于调节与反应物中反应位点的相互作用。因此，通过在纳米颗粒中引入客体SA金属中心来调节反应物的吸附行为，减弱副反应位点的活化，从而使反应朝着主反应位点的方向进行，有望提高负载型金属纳米催化剂的选择性。

【文章简介】

鉴于此，来自温州大学的张剑课题组与马萨诸塞大学阿默斯特分校的Zhou Lin课题组合作，在国际知名期刊Small上发表了题为“Inserting Single-Atom Zn by Tannic Acid Confinement To Regulate the Selectivity of Pd Nanocatalysts for Hydrogenation Reactions”的研究文章。

该文章设计了一种向小尺寸纳米Pd颗粒主体中引入SA Zn客体的合成策略。他们利用单宁酸分子对不同金属前驱体的稳定效应差异，在O掺杂碳（OC）复合的氧化铝上成功制备了含SA Zn嵌入小尺寸Pd NP的负载型Pd纳米催化剂（Pd_nZn₁/OC/Al₂O₃）。该催化剂对含有硝基和碘作为两个氢化还原基团的对碘硝基苯的加氢反应中表现出了对于碘基的100%的氢化还原选择性和94%的收率得到硝基苯，明显优于用类似合成方法制备的负载型纯Pd纳米催化剂（Pd_n/OC/Al₂O₃）的选择性。理论研究证明，SA Zn在Pd纳米颗粒上增强了硝基的吸附以避免其还原，增加了Pd原子的d带中心以促进碘基的还原，从而提高了选择性。这项工作将为利用客体SA金属位点的优势调控纳米催化剂的选择性，合理设计性能更好的多相催化剂提供有价值的参考。

【文章链接】

Inserting Single-Atom Zn by Tannic Acid Confinement To Regulate the Selectivity of Pd Nanocatalysts for Hydrogenation Reactions https://doi.org/10.1002/smll.202206052