積碳是催化劑在催化反應過程中普遍發生的現象，尤其是在乙苯直接脫氫體系中，反應物乙苯分子在金屬氧化物催化劑表面很容易快速的產生積碳，導致催化劑的失活。近期，金屬所沈陽材料科學國家（聯合）實驗室催化材料研究部劉洪陽副研究員和蘇黨生研究員，利用乙苯直接脫氫過程反應中的積碳過程，巧妙的設計了一種鈀/碳復合催化劑(Pd/C)。該催化劑和傳統的商業納米碳管負載鈀催化劑(Pd/CNT)相比，在催化性能和催化劑的抗燒結能力上有很大幅度的提升，該工作以快訊形式在Angewandte Chemie International Edition 在線發表（http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201406490/abstract ）。

　　鈀(Pd)是一種重要的金屬催化劑，在催化加氫，偶聯反應以及有毒氣體的消除等都方面都發揮著十分重要的作用。為了抑制Pd納米顆粒在使用過程中的聚集，通常Pd納米粒子都會負載在特定的載體上。大量的研究結果表明，碳材料是負載Pd 催化劑的重要載體之一，然而傳統的Pd/C催化劑，由于載體與Pd納米粒子之間的相互作用較弱，在反應過程中會發生Pd納米粒子的流失或燒結長大。劉洪陽副研究員和蘇黨生研究員帶領的研究團隊，利用乙苯反應過程中產生的積碳，制備了一種具有特殊結構的Pd/C復合催化劑。電鏡結果表明，在該催化劑中，活性中心Pd 納米粒子部分嵌入到碳載體臂中，明顯的增強了Pd納米顆粒與載體的相互作用，大大的提高了Pd/C催化劑的穩定性能。實驗結果表明，在500 攝氏度，氬氣下處理4小時，制備的Pd/C復合催化劑中Pd納米粒子沒有發生遷移長大，而傳統的Pd/CNT催化劑，在相同的處理條件下會發生嚴重的燒結。同時在催化液相碳碳偶聯反應中，該Pd/C復合催化劑也表現出優異的循環使用性能，體現出了替代現有商業催化劑的巨大潛力，具有廣闊的商業應用前景。

　　以上工作得到了金屬所“所優秀學者”，國家基金委，科技部973，中石化等項目的支持。

圖1 Pd/C 復合催化劑的制備示意圖和電鏡表征結果，圖D中的標注說明Pd 納米顆粒明顯的嵌入到碳載體的壁中。

　　圖2 Pd/C催化劑氬氣500攝氏度處理后的電鏡表征結果（A,B），新鮮的Pd/CNT 催化劑的電鏡表征結果（C,D），Pd/CNT 在相同條件下處理后的電鏡表征結果（E,F）。和Pd/CNT相比，Pd/C 復合催化劑具有較高的抗燒結能力。

圖3 Pd/C復合催化劑和商業Pd/CNT催化劑在液相碳碳偶聯反應中的催化性能（A）以及循環性能比較結果（B）。插圖為催化劑活性中心Pd 納米顆粒與碳載體的作用示意圖。