中科大路军岭，最新Angew！

第一作者：Yin Li, Yuxing Xu, Si Chen

通讯作者：路军岭

通讯单位：中国科学技术大学

路军岭教授迄今发表SCI论文85篇，其中以包括一作或通讯论文Nature 1篇、Science 1篇，Nat. Commun 3篇、Science Adv. 1篇、JACS 2篇、Angew Chem 2篇、ACS Catal 5篇，以及受邀综述Surf. Sci. Rep. 1篇和 Acc. Chem Res. 1篇。申请中国专利2项、国际专利1项。研究成果被国际知名期刊《Nano Today》和国际科技杂志《IEEE Spectrum》亮点报到。目前担任Current Catalysis（2017年-至今）的编委。其中，研究成果——“界面单位点”新型催化剂结构设计与氢气中微量CO的高效去除，入选教育部2019年度“中国高等学校十大科技进展”。路军岭教授也曾获得2019年度中国化学会-英国皇家化学会青年化学奖、2019年度“中国科学院优秀导师奖和中国科大2019年度杰出研究校长奖等奖项。

2013.3-至今：中国科学技术大学，化学物理系，教授，博士生导师

2010.7-2013.2：美国阿贡国家实验室，博士后，导师: Jeffrey W. Elam 博士

2007.7-2010.6：美国西北大学，博士后，导师: Peter C. Stair 教授

2004.8-2006.8：德国Fritz-Haber-Institut 马普所，交换学生，导师: Hans-Joachim Freund 教授

2002.9-2007.7：中科院物理研究所，博士，导师：高鸿钧院士

（信息来源：http://www.hfnl.ustc.edu.cn/detail?id=11329）

论文速览

本论文研究了如何通过调控锚定位点的电子结构来实现零价单原子催化剂（SACs），以提高其在加氢反应中的性能。对比金属纳米粒子，SACs中的金属原子通常显示出较低的活性，并且在反应条件下容易聚集。

通过理论计算研究表明，通过在g-C₃N₄上掺杂具有较低电负性的硼原子（BCN），可以调整金属锚定位点的局部电子结构，实现零价钯（Pd）SACs，这些SACs具有增强的金属-载体轨道杂化，提高了稳定性，并且Pd 4d轨道上移，提高了H₂活化的活性。精确合成的Pd SACs在不同硼含量的BCN载体上得到了验证。

在低硼含量的BCN载体上实现了零价Pd₁/BCN SAC，它在H₂还原环境中表现出更高的稳定性，并且其加化活性大约分别是高价位Pd₁/g-C₃N₄和高硼含量Pd₁/BCN的约10倍和34倍。

图文导读

图1：g-C₃N₄和xBCN（x=1, 2, 3, 4）的理论计算。

图2：STEM图像和EDS元素分布图展示1.6BCN和4.3BCN的合成和结构表征。

图3：Pd₁/1.6BCN、Pd₁/g-C₃N₄和Pd₁/4.3BCN在H₂还原环境下的原位EXAFS和XANES光谱，用以评估Pd SACs的结构稳定性。

图4：比较Pd₁/g-C₃N₄、Pd₁/1.6BCN和Pd₁/4.3BCN在1, 3-丁二烯半加氢反应中的催化性能。

总结展望

本研究成功展示了通过在g-C₃N₄中掺杂低电负性的硼原子，可以显著改变金属锚定位点的局部电子结构，实现零价Pd SACs。这种调节增强了金属-载体之间的相互作用，提升了催化剂的稳定性，并提高了Pd 4d轨道的能量，增强了H₂的活化活性。

实验结果证实了理论预测，证明了Pd₁/1.6BCN SAC在H₂还原环境中具有更高的稳定性和在1, 3-丁二烯选择性加氢反应中具有更高的活性。这一策略具有普适性，并已成功应用于Pt₁/BCN SACs在对氯硝基苯加氢反应中。这些发现为设计活性高、稳定性好的SACs提供了新的途径，有望应用于其他催化反应。

文献信息

标题：Tuning the Electronic Structures of Anchor Sites to Achieve Zero-Valence Single-Atom Catalysts for Advanced Hydrogenation

期刊：Angewandte Chemie International Edition

DOI：10.1002/anie.202406262

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