苯胺類化合物是制備藥物、聚合物、除草劑和其它精細(xì)化學(xué)品的中間體，其制備方法通常是對帶有還原官能團(tuán)的硝基化合物進(jìn)行加氫。然而，由于底物分子同時含有兩個或多個還原基團(tuán)，對其高效選擇性加氫顯得尤為困難。例如，對于四硝基苯乙烯的加氫（同時存在硝基和烯烴官能團(tuán)），傳統(tǒng)催化劑如商業(yè)Pt/C, Pd/C可以獲得硝基和烯烴同時加氫的產(chǎn)物，選擇性差。因此，發(fā)展有效的策略來提高金屬催化劑的選擇性具有重要的意義。

針對上述問題，清華大學(xué)化學(xué)系王定勝、李亞棟教授等結(jié)合實(shí)驗(yàn)與理論計算兩個方面，報道了一種通過調(diào)變納米晶晶格應(yīng)力實(shí)現(xiàn)硝基化合物高效選擇性加氫的新策略。

首先研究人員通過液相反應(yīng)合成出Co為核、Ru為殼的啞鈴型Co-Ru納米顆粒。球差電鏡結(jié)合幾何相位分析表明Co的加入可以調(diào)變Ru的晶格應(yīng)力；同步輻射表征進(jìn)一步證明以上結(jié)果。研究人員以四硝基苯乙烯加氫為模型反應(yīng)，探討晶格應(yīng)力與反應(yīng)選擇性的相關(guān)性。研究結(jié)果表明，相比與單金屬的Ru 催化劑（四氨基苯乙烯選擇性為66%），具有3%晶格壓縮的Ru可以實(shí)現(xiàn)對四氨基苯乙烯的99%的選擇性和優(yōu)異的穩(wěn)定性。理論計算進(jìn)一步證實(shí)通過優(yōu)化催化劑的晶格應(yīng)力，可以高選擇性的實(shí)現(xiàn)硝基的氫化，同時阻止烯烴的氫化。該研究為設(shè)計高選擇性的金屬催化劑提供了新的思路。

文獻(xiàn)鏈接：Rational Control of the Selectivity of a Ruthenium Catalyst for Hydrogenation of 4-Nitrostyrene by Strain Regulation

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