对于二硝基芳烃的加氢反应，如何实现高选择性和高活性的多步骤氢化具有非常大的挑战和困难。这是因为分子含有两个硝基官能团。通常贵金属催化剂对于二硝基芳烃的催化加氢还原反应面临着催化活性低的问题。

有鉴于此，北京大学马丁教授、中国科学院金属研究所刘洪阳研究员、刁江勇研究员等报道在纳米金刚石@石墨烯载体修饰含有四个Pt原子的完全暴露Pt团簇催化剂，Pt_n/ND@G。这种Pt_n/ND@G能够对2,4-二硝基甲苯实现多步骤加氢催化还原。

本文要点

(1)

Pt_n/ND@G的催化反应TOF达到40647 h^-1，这比单原子Pt催化剂、Pt纳米粒子催化剂、以及其他重要催化剂的性能明显更高。

(2)

DFT理论计算结果以及吸附表征结果说明Pt_n/ND@G上的多个催化活性位点之间具有相互作用，有助于反应物和H₂分子之间的吸附/活化，有助于中间体/产物的脱附。这是Pt_n/ND@G产生优于单原子Pt催化剂以及Pt纳米粒子催化剂的主要原因。

参考文献

Si, Y., Jiao, Y., Wang, M. et al. Fully exposed Pt clusters for efficient catalysis of multi-step hydrogenation reactions. Nat Commun 15, 4887 (2024)

DOI: 10.1038/s41467-024-49083-6

https://www.nature.com/articles/s41467-024-49083-6