揭开金钯纳米催化剂表面活性位点的神秘面纱：基于SERS定量解析硝基芳烃加氢的结构-活性关系

来自前沿催化领域的研究人员通过表面增强拉曼光谱(SERS)技术，首次实现了对Au@Pd催化剂表面所有钯(Pd)活性位点的精准定量分析。该研究利用4-碘-2,6-二甲基苯基异腈分子探针，成功构建了表面Pd物种分布与催化性能的直接关联，并据此设计出具有单原子Pd位点的Au3.5@Ag@Pd新型催化剂，在4-氯硝基苯加氢反应中实现>99%转化率和选择性，且可连续工作100小时。这项研究为原子级精准催化剂设计提供了全新范式。

　　

这项突破性研究像一把精密的手术刀，剖开了困扰催化领域多年的"结构-活性关系黑箱"。科研团队创新性地运用表面增强拉曼光谱(SERS)技术，就像给金核钯壳(Au@Pd)纳米催化剂装上了"分子显微镜"，通过4-碘-2,6-二甲基苯基异腈探针分子的指纹振动峰，首次实现了对所有表面Pd活性位点的精确定量分析。

研究发现这些看似混乱的Pd位点实则各司其职：有的擅长活化氢分子，有的专攻硝基选择性还原。基于这种"位点地图"，团队像拼积木般设计出Au_3.5@Ag@Pd三明治结构催化剂，银(Ag)中间层就像智能调度员，将最具活性的单原子Pd位点精准定位在金表面。在4-氯硝基苯加氢制备4-氯苯胺的反应中，这种"原子级精准"催化剂不仅实现>99%的转化率和选择性，更创下连续工作100小时的马拉松记录。

这项研究的意义堪比为催化领域绘制了"元素周期表"，让科学家们首次能根据SERS"光谱密码"预测催化剂性能，为开发可持续、原子经济性的绿色催化工艺开辟了新航道。那些曾经被视为玄学的催化活性位点，如今终于有了量化的科学标尺。