碳点超稳高熵合金催化剂的低温合成及其高效脱氢/加氢反应性能

来自前沿材料领域的研究人员通过碳点(CDs)调控，成功在低温(400°C)下合成FeCoNiCuZn高熵合金(HEA)，解决了传统HEA合成条件苛刻的难题。该催化剂在甲基环己烷/甲苯可逆储氢和糠醛加氢反应中表现出近100%选择性和卓越稳定性，理论计算揭示CDs通过界面匹配降低成核能并调控电子结构，为高效催化材料设计开辟新路径。

　　

碳点(Carbon dots, CDs)如同纳米级"分子胶水"，成功将铁钴镍铜锌(FeCoNiCuZn)五种金属在400°C的低温下"焊接"成结构稳定的高熵合金(High-entropy alloy, HEA)。这种CDs修饰的HEA催化剂在能源转化领域大显身手：既能像"分子开关"般精准调控甲基环己烷(MCH)与甲苯的可逆储氢循环，又能在生物质转化中将糠醛(furfural)高效转化为糠醇(furfuryl alcohol)，选择性高达99.9%。

分子动力学模拟和密度泛函理论(DFT)揭开了CDs的双重魔法——它们既是降低成核能的"结构模板"，又是调节电子分布的"电荷缓冲池"。这种协同效应使得催化剂表面原子像经过"纳米级编排"般有序排列，大幅提升反应活性位点密度。更令人惊叹的是，经过100次循环测试后，催化剂仍保持90%以上的初始活性，这种"超长待机"特性使其在工业催化领域极具应用潜力。

该研究不仅为HEA的绿色合成树立新标杆，更开创了碳基纳米材料辅助多金属协同催化的新范式，未来或将在氢能存储和生物质精炼领域引发技术革新。