N掺杂纳米碳被广泛用作金属多相催化转化的载体。当氮掺杂纳米碳载体用于分散金属纳米颗粒时，氮掺杂剂可以提高金属纳米颗粒的电子密度，从而达到更高的催化活性，并通过锚定效应提高金属纳米颗粒的稳定性。然而，人们关于N-掺杂剂和反应物之间活性氮物种的准确鉴定却鲜有报道。
近日，中科院大连化物所刘健研究员，浙江工业大学李瑛研究员报道了制备了一种独特的纳米反应器，其含有双层中空碳球结构，超细的Ru纳米颗粒只分布在中空的内壳上，而外壳中则存在不同的N物种。
文章要点
1）通过纳米结构可以将活性Ru位点与外壳氮物种完全隔离。此外，可以通过从分子水平选择前体来调节外壳组成，并且壳聚糖提供了最高的吡啶氮含量（29.2 mg gcat−1）。丰富的吡啶氮将催化剂微环境调整为碱性，碱性吡啶氮物种通过自发的酸碱相互作用而成为酸性反应物（即乙酰丙酸和苯甲酸）的锚定点。
2）实验结果表明，催化剂周围的反应物分子浓度得到了极大的提高，从而有效地提高了催化剂的催化性能。RU-DSC-CTS在70 °C、4 MPa氢压下反应1 h，乙酰丙酸转化率可达99%。
这项工作证明了N掺杂剂不仅提高了金属纳米颗粒的催化性能，而且N物种与反应物之间存在相互作用。
参考文献
Xiaoyan Liu, et al, Atomic Pyridinic Nitrogen Sites Promoting Levulinic Acid Hydrogenations over Double-Shelled Hollow Ru/C Nanoreactors, Small 2021
DOI: 10.1002/smll.202101271
https://doi.org/10.1002/smll.202101271
