Angew. Chem.：精准调控铂单原子位点电荷密度以实现木质素可控加氢脱氧

生物质催化转化为化学品和燃料具有利用可再生碳资源的巨大潜力，同时减少严重依赖不可再生化石资源的化学和液体燃料工业的碳排放。木质素是木质纤维素生物质的主要成分，是最丰富的天然酚醛聚合物，作为石化原料的可再生替代品具有很大的前景。与传统的纳米颗粒和纳米簇催化剂相比，单原子催化剂由于其高原子利用率、独特的电子态和精确的活性位点，在能源和环境相关的应用中受到了广泛的关注。然而，在特定的合成方法下，SACs通常具有相对稳定的配位结构，对其物理化学性质进行大范围调节是一个很大的挑战。因此，通过原子微环境调控来调节SACs的催化选择性是一个困难的目标，限制了其在生物质升级中的广泛应用。

最近，华南理工大学蓝武副教授和温州大学孟格副研究员研究团队发现通过NiAl层状氢氧化物前驱体控制还原策略实现了铂单原子催化剂（Pt SAC）局域电荷密度的精准调控。通过该方法制备的Pt₁/NiAl-LDH和Pt₁/NiAl-IMC催化剂具有显著差异的电子结构，导致4-丙基愈创木酚加氢脱氧反应展现出完全不同的产物选择性—分别以优异反应活性生成4-丙基环己醇和丙基环己烷。系统的结构表征、催化性能表征及密度泛函理论DFT计算表明，这种选择性转变主要源于铂位点电荷密度的差异，一方面通过改变4-丙基环己醇中间体的吸附强度调控反应路径，另一方面通过电子吸引与给予效应改变C-O键能。该研究不仅为单原子催化剂电子结构调控提供了定向调控木质素加氢脱氧产物的新策略，并从原子尺度揭示了单原子催化剂在木质素催化转化过程不同性能表现的本质机理。

论文信息

Fine-Tuned Charge Density of Pt Single-Atom Sites for Controllable Hydrodeoxygenation of Lignin

Qiqi Dai, Zechuan Xu, Dr. Shibin Wang, Dr. Xu Zeng, Fan He, Prof. Fengxia Yue, Dr. Zedong Zhang, Dr. Chenliang Ye, Prof. Yu Wang, Prof. Chuanfu Liu, Peng Wang, Minjie Hou, Asso. Prof. Ge Meng, Asso. Prof. Wu Lan, Prof. Dingsheng Wang

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202504347