不饱和官能团选择性加氢在石油化工、制药、农用化学品等行业中扮演着重要的角色。贵金属钯因其高活性被广泛用于催化加氢，然而当反应物中存在两个或多个不饱和官能团(例如，C≡C、C=C、−NO₂和C=O）时，精确调控加氢反应路径极其困难。近年来，大量研究者致力改进贵金属基催化剂以提高其选择性。一方面通过掺杂调节贵金属的电子性质以改变反应物、中间产物和产物在活性中心表面的吸附强度，进而调节产物选择性；另一方面通过构筑几何效应阻碍某些特定的官能团在活性中心表面的吸附，从而实现对特定产物选择性的调控。尽管目前已有大量关于选择性加氢催化剂设计的报道，如果实现对目标产物选择性的精确控制依然面临巨大挑战。

广东工业大学徐勇教授、青岛大学白树行教授和扬州大学皮业灿教授联合报道了有序体心立方相(bcc)PdCu纳米结构可作为3-硝基苯乙烯选择加氢催化剂。通过改变氢源，可以精确地调节不同产物的选择性。具体来说，在30°C下，bcc-PdCu催化3-硝基苯乙烯与氢气生成3-硝基-乙苯，其选择性高达93.8%，转换频率(TOF)为4573 h⁻¹；而当使用氨硼烷（NH₃∙BH₃）为氢源时，bcc-PdCu可催化3-硝基苯乙烯加氢生成3-氨基-苯乙烯，选择性和转换频率分别为94.5%，和13719 h⁻¹。实验和理论计算结果表明：在氢气存在下，氢气在bcc-PdCu解离形成^*H优先与3-硝基苯乙烯中C=C发生反应生成3-硝基-乙苯，而−NO₂加氢则受到显著抑制；在NH₃∙BH₃存在的前提下，NH₃∙BH₃与3-硝基苯乙烯中−NO₂产生强相互作用，在bcc-PdCu的催化作用下高选择性生成3-氨基-苯乙烯。这项工作通过贵金属催化剂相工程技术在极其温和的条件下实现了对3-硝基苯乙烯加氢选择性调控，对发展高效加氢催化剂具有重要的指导意义。青岛大学硕士研究生李培才和刘霞副教授为论文的共同第一作者，广东工业大学徐勇教授，青岛大学白树行教授，扬州大学皮业灿教授为通讯作者。

论文信息：

Stable and ordered body-centered cubic PdCu phase for highly selective hydrogenation

Peicai Li, Xia Liu, Mingrui Guo, Yecan Pi^*, Ning Wang, Shuxing Bai^*, Yong Xu^*, Qi Sun

Small Methods

DOI: 10.1002/smtd.202201356