有序单活性位点用于级联加氢和氢甲酰化反应

金属单原子催化剂（SACs）存在活性位点随机分散等问题。研究人员开发富 Mg 金属间化合物 Mg29TM4（TM=Pd、Rh 等）纳米催化剂，其具有序分散的富电子单原子位点，在 C2H2半加氢等反应中表现优异， ternary Mg29Pd1.3Rh2.7可催化级联反应。

　　

单原子催化剂通常呈现活性金属中心的随机分布。本文引入一系列富镁（Mg）的金属间化合物，实现活性金属的有序分散。进一步在 Mg₂₉Pd_1.3Rh_2.7上展示级联过程，其中钯（Pd）位点催化苯乙炔半加氢，随后在铑（Rh）位点进行氢甲酰化。

金属单原子催化剂（Single-Atom Catalysts, SACs）因其独特电子和配位性质，相比块状金属具有更高活性和选择性。但许多 SACs 存在活性位点随机分散、与电负性元素或低反应性金属结合导致给电子能力有限的问题。本研究表明，富 Mg 金属间化合物 Mg₂₉TM₄（TM = 钯（Pd）、铑（Rh）、铱（Ir）、铂（Pt））纳米催化剂克服了这些局限。这类材料在均匀化学环境中具有周期性分散、富电子的贵金属单原子位点。Mg₂₉Pd₄在乙炔（C₂H₂）半加氢反应、Mg₂₉Rh₄在烯烃氢甲酰化反应中表现出高活性和选择性，其中 Mg₂₉Rh₄对支链醛实现高区域选择性（支链：直链＞200:1）。动力学和密度泛函理论（DFT）研究表明，Mg-TM 组合可精确控制碳碳多重键的吸附与活化，同时提升活性和选择性。此外，具有协同 Mg-Pd 和 Mg-Rh 双单原子位点的三元催化剂 Mg₂₉Pd_1.3Rh_2.7，可高效催化苯乙炔加氢后接氢甲酰化的级联反应。