液态有机氢载体在氢能的存储和应用领域具有重要意义，甲苯能够通过多步骤加氢还原为甲基环己烷，作为液态有机氢载体受到广泛研究。优势包括毒性低和氢存储能力较高。Ru等贵金属具有优异的多步骤加氢催化活性，但是价格昂贵且原子利用率低，阻碍了Ru催化剂的应用。因此，发展具有高活性和高原子利用效率的贵金属催化剂成为巨大的挑战。

有鉴于此，中科院金属研究所刘洪阳研究员、北京大学马丁教授、Mi Peng、辽宁大学杨黎妮教授等报道合成了Ru单原子、完全暴露的Ru团簇、以及Ru纳米粒子，研究结构与甲苯催化加氢反应活性之间的关系。

本文要点

（1）

由3个Ru原子构成的完全暴露Ru团簇具有优异的甲苯多步骤加氢催化活性，TOF达到9850.3 h^-1，反应条件温和（100 ℃，1.5 MPa）。Ru团簇的催化活性达到Ru单原子或者纳米粒子，而且比相关文献报道的催化剂相比具有优势。

（2）

DFT理论计算结果显示Ru团簇的甲苯多步骤加氢催化反应过程的能垒低于Ru单原子或者Ru纳米粒子，这导致Ru团簇具有更高的催化活性。这项研究展示了完全暴露团簇催化剂是调控多步骤加氢催化反应的有效策略。

参考文献

Yue Wang, Hancheng Yu, Yurong He, Shengling Xiang, Xuetao Qin, Lini Yang, Jiawei Chen, Yang Si, Jingwang Zhang, Jiangyong Diao, Ning Wang, Mi Peng, Ding Ma, Hongyang Liu, Fully Exposed Ru Clusters for the Efficient Multi-step Toluene Hydrogenation Reaction, Angew. Chem. Int. Ed. 2024

DOI: 10.1002/anie.202415542

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202415542