image: Pd/Al催化剂上乙炔选择加氢（上），Rh/Al催化剂上丙烯氢甲酰化（下） view more
Credit: ©《中国科学》杂志社
近日，《国家科学评论》在线发表了南开大学李兰冬教授、胡振芃教授和上海科技大学杨帆教授的研究成果。研究团队在由具有催化活性的亚表层过渡金属和惰性表层主族金属组成的特殊单位点全金属催化体系中，发现亚表层过渡金属的催化性质可以经由金属键传导至表层主族金属，从而高效催化炔烃选择加氢、Suzuki偶联和烯烃氢甲酰化等重要反应。
研究人员通过理论计算发现大多数过渡金属在淬火处理过程中倾向自分散下沉而稳定存在于主族金属铝单晶的亚表层，亚表层过渡金属原子与临近铝原子发生明显的电子相互作用。通过扫描隧道电子显微镜等表面科学技术手段，该研究团队直接观测到了钯、铑原子在铝单晶中的分散下沉以及与临近铝原子间发生的电子转移。研究人员通过理论计算证实了过渡金属/铝模型体系的催化性能，结果表明亚表层完全包埋的过渡金属（钯/铑）的催化性质可以传导至表层铝原子从而高效催化乙炔选择加氢与丙烯烯烃氢甲酰化模型反应。进一步地，该团队构筑了实体催化材料，即由亚表层过渡金属（钯/铑）和表层惰性主族金属（镁/铝）组成的特殊单位点全金属催化体系，确认了钯与铑催化性质经由金属键的传导以及实体催化材料在炔烃选择加氢、烯烃氢甲酰化以及Suzuki偶联反应中的高效催化活性。
上述策略揭示了亚表层过渡金属的催化性质可以经由金属键传导至表层主族金属，给出了传导催化的直接证据，这将引发关于传统活性中心概念以及催化电子本质的重新思考。
研究详情请见原文：
Conductive catalysis by subsurface transition metals
https://doi.org/10.1093/nsr/nwae015
Journal
National Science Review