近日，中國科學院大連化學物理研究所張濤院士、劉曉艷研究員團隊在金催化研究方面取得新進展，采用鋅鋁水滑石負載的硫醇保護Au₂₅原子團簇作為前驅體制得的納米金催化劑，在含有其它不飽和取代基團的芳香硝基化合物選擇加氫反應中表現出較高的選擇性，相關研究成果發表在Angew. Chem. Int. Ed.（DOI：10.1002/anie.201610736）上。

大連化物所納米金催化研究取得新進展

    芳胺是合成各種醫藥、農藥、染料、聚合物及精細化學品的重要中間體，其主要通過芳香硝基化合物選擇加氫獲得。當底物中含有其它不飽和基團時，只還原反應物分子中的硝基而保留其它易還原基團是一個挑戰。該研究團隊曾采用Pt單原子和準單原子催化劑，通過準確控制反應溫度和時間，實現了該過程（Nat. Commun.，2014，5，5634）。但是，由于硝基和其它不飽和基團之間存在競爭吸附關系，隨著反應底物中硝基濃度的降低，鉑族金屬催化劑仍難以避免與其它不飽和基團進行加氫反應。近年來，該研究團隊在金催化研究方面取得了較好的積累，金催化劑因其對反應物和產物吸附較弱，在很多反應中表現出較高的選擇性（Nano Today，2013，8，403-416；J. Catal.，2013，308，258-271）。但是，將傳統金催化劑應用于該反應體系時，在底物完全轉化的條件下，目標產物中的其它不飽和基團仍會不可避免地進一步加氫。

    本工作中，該研究團隊采用環境友好的半胱氨酸作為保護劑，制得了原子數可控的Au₂₅原子團簇，并將其作為金的前驅體負載于鋅鋁水滑石載體上。由于S與Au和Zn原子之間較強的相互作用，且金顆粒能夠在載體表面發生外延生長，使金原子簇得以高度分散，即使經過500 高溫焙燒，仍不容易發生聚集長大，其平均粒徑保持在2nm。動力學研究表明，該催化劑在較寬的時間和溫度窗口范圍內，能夠將硝基苯乙烯轉化為氨基苯乙烯，并且可循環使用數次，目標產物也仍能保持相當高的選擇性。對比實驗結果顯示，該催化劑對-NO₂加氫有很好的活性，而對C=C加氫則為惰性，這使該催化劑在含有其它不飽和基團的芳香硝基化合物的選擇加氫中具有獨特的優勢。

    上述工作得到國家自然科學基金、科技部國家重點研發計劃“納米科技”重點專項、中科院戰略性先導科技專項和教育部能源材料化學協同創新中心（iChem）的資助，并得到上海光源的支持。