近日，英国上市公司365催化反应工程团队段学志教授、葛小虎特聘研究员基于吸附构型匹配策略在硝基化合物加氢催化剂创制方面取得新进展，构建具有高密度、非键合结构特征的双原子Pt催化剂，实现硝基化合物吸附与氢气活化位点的空间解耦，突破了加氢反应活性与选择性平衡制约。相关成果以“Synergistic non-bonding diatomic Pt sites for efficient hydrogenation of nitro compounds”为题发表在《自然·通讯》上。

硝基化合物加氢是高值化学品制造领域的核心过程，其关键在于实现多官能团分子中硝基的选择性活化，以定向合成苯二胺等重要中间体。尽管负载型铂族金属催化剂因优化的d带结构具有优异加氢活性，但在硝基化合物多步还原过程中，硝基逐级还原产生的电子屏蔽与空间位阻会抑制中间体的连续转化，难以兼顾反应活性与目标产物选择性。先前研究表明，通过调控活性位点至原子级分散状态，可显著提升金属利用率，但孤立位点对氢气的解离能力不足往往成为制约催化性能的关键瓶颈（AIChE J. 2024, 70, e18278; ACS Catal. 2025, 15(14), 12365）。为此，研究团队基于双原子位点协同催化策略，在纳米金刚石-石墨烯载体上构筑了具有非键合特征的高密度缺电子Pt₂位点，实现了硝基化合物吸附与氢气活化的位点解耦，显著提升了硝基化合物的选择性加氢性能。

研究团队利用分步原子气相沉积技术，在热诱导表面改性的富缺陷纳米金刚石-石墨烯（ND@G）载体上，实现了高密度非键合双原子Pt位点的定向锚定。球差校正透射电镜与X射线吸收光谱分析证实，Pt物种主要以原子间距约为0.41 nm的非键合双原子形式存在并表现出显著的电子耦合特征。原位红外光谱和理论计算研究揭示，这种独特的双原子空间邻近效应不仅有效实现了硝基化合物吸附与氢气活化的位点解耦，还显著弱化了目标产物分子的吸附强度。催化性能评价结果表明，该双原子催化剂在温和条件下实现了硝基化合物的完全转化以及99%以上的目标产物选择性，其综合性能优于目前已报道的铂族金属催化剂。

该论文的第一作者为博士研究生陈岷昊和井运道，通讯作者为化工学院催化反应工程团队段学志教授和葛小虎特聘研究员。论文研究工作得到了袁渭康院士、陈德院士和周兴贵教授的悉心指导。此外，该研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金和上海市教委/科委等项目的支持。

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-026-69701-9