我院刘雅楠、李殿卿教授团队与田书博教授、张欣教授合作，针对乙烯原料中微量乙炔选择性加氢的反应活性和选择性间存在“跷跷板”效应的难题，提出巧妙地利用二硫化钼纳米薄片（MoS2-NF）基面周期性排列及丰富边缘硫空位的结构特性，在60°C下驱动部分Ni取代基面Mo形成Ni1-S6位点，另一部分Ni占据边缘硫空位形成Ni1-Mo2位点，成功构建了具有双配位环境的单原子Ni催化剂，实现了C2馏分中残留的乙炔高效选择性转化为聚合级乙烯。相关成果以“Engineering Heterogeneous Dual-Coordination Environments for Single-Atom Nickel Catalysts: A Synergistic Strategy to Enhance Selective Hydrogenation”为题，于12月2日发表在《J. Am. Chem. Soc》期刊上。第一作者是北京化工大学刘雅楠副教授；通讯作者是北京化工大学刘雅楠副教授、张欣教授、田书博教授。
研究团队通过实验与理论结合明确了不同配位环境Ni位点的“功能分工”，其中边缘Ni1-Mo2位点可以高效活化氢分子；基面Ni1-S6位点可选择性吸附乙炔，形成利于乙烯生成的di-σ构型；双位点间的空间距离约0.63 nm，可产生强协同作用，有效保障了活性氢物种从边缘向基面位点的高效传递。在温和反应条件下（~145°C）实现了乙烯气流中的乙炔完全转化，并具有91.9%的乙烯选择性，同时展现出优异的抗积碳和抗烧结稳定性，连续运行100小时性能无明显衰减，克服了该反应强放热导致活性金属易于团聚、失活的难题，打破了乙炔选择性加氢中“活性-选择性-稳定性”跷跷板效应。
原文链接：https://doi.org/10.1021/jacs.5c12183
作者介绍
刘雅楠，北京化工大学化学学院副教授，博士生导师。主要从事选择性加氢催化剂设计与构筑研究，已在化工和化学领域Chem. Soc. Rev.、J. Am. Chem. Soc.、AIChE J.、ACS Catal.等期刊发表文章60余篇，参编专著1部；获美国发明专利授权1件、中国发明专利授权20余件，其中3件专利成果已成功转化，建成了2套催化剂制备装置，主持制定企业标准2项。先后主持国家自然科学基金、省部级重点研发、中石油企业技术开发等项目10余项。相关成果在中石油兰化、黎明研究院等企业实现了实际应用。
张欣，教授，博士生导师，北京化工大学教务处副处长、化学学院副院长，获评国家级“四青人才”（2022年）、北京市高等学校“青年教学名师奖”（2021年）。科研方向为理论与计算催化化学和数据驱动的催化剂设计。目前，已在Nat. Catal., Nat. Commun., PNAS等知名学术期刊上发表SCI论文120余篇，主持国家自然科学基金项目4项，作为骨干成员参与国家重点研发计划项目、中国石化集团重点项目多项。常年担任国家自然科学基金评审专家、国家留学基金评审专家、中国科学技术协会科普专家。
田书博，北京化工大学化学学院教授，青年长江学者。主要从事原子尺度多相催化剂研究，迄今共发表学术论文40余篇，被引次数5000余次，包括Nat. Catal., Nat. Commun., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Chem等。申请国家发明专利13项，已授权6项。主持国家自然基金委面上基金、国家自然基金委青年基金、北京市重点项目、科技部青年科学家项目子任务、科技部重点研发项目子课题、校企联合研发中心等多项纵/横向项目。
