综述：羟基介导的钯单原子催化剂用于高效储氢

本文推荐一种基于介孔分子筛MCM-41的新型钯单原子催化剂（Pd SACs），通过调控载体表面羟基（-OH）含量实现钯的原子级分散，在175°C低温条件下实现十二氢-N-乙基咔唑（12H-NEC）99.7%脱氢效率。研究结合X射线光电子能谱（XPS）和扩展X射线吸收精细结构（EXAFS）证实Pd-O配位结构，密度泛函理论（DFT）计算揭示单原子位点显著降低中间体吸附能，为液态有机氢载体（LOHCs）脱氢催化剂设计提供新思路。

　　

Abstract
液态有机氢载体（LOHCs）脱氢是氢能利用的关键环节。研究团队设计了一种羟基修饰的MCM-41负载钯单原子催化剂，在175°C实现12H-NEC完全脱氢，转化率达99.7%。通过调控载体煅烧温度（300°C最优）精确调节表面-OH密度，XPS和EXAFS证实Pd以单原子形式通过Pd-O键稳定锚定，未检测到Pd团簇。动力学研究表明4H-NEC脱氢为决速步骤，DFT计算显示单原子位点使中间体吸附能降低50 kJ/mol。

Introduction
氢能存储面临泄漏与运输瓶颈，LOHCs因其6.2 wt%储氢密度和汽油相似性成为优选方案。传统纳米颗粒催化剂仅表面原子参与反应，而单原子催化剂（SACs）可最大化金属利用率。研究表明α-Fe₂O₃表面-OH能稳定Rh单原子，MCM-41的规整孔道和丰富硅羟基（Si-OH）为Pd分散提供理想锚定位点。

Materials
采用Na₂PdCl₄为前驱体，通过尿素水解辅助水热法在MCM-41上构建Pd-O-Si键。对比商业Ru/Al₂O₃催化剂，该体系Pd载量仅0.5 wt%却展现5倍活性提升。

Characterization
原位漫反射红外光谱（DRIFT）显示300°C煅烧样品保留大量Si-OH（3745 cm^-1特征峰）。球差校正电镜（HAADF-STEM）直接观测到原子级分散的Pd亮点，EXAFS拟合配位数N_Pd-O=4.1证实单原子构型。

Conclusions
-OH密度与Pd分散度呈正相关，最优化的0.5Pd-MCM-41-300催化剂TOF值达158 h^-1。该工作为设计低温高效LOHCs脱氢体系提供原子尺度调控策略，获国家重点研发计划（2022YFE0208300）支持。