具有M1-Nx配位构型的过渡金属单原子催化剂（SACs）对硝基芳烃的加氢表现出出色的活性和选择性，而调节原子配位结构已成为进一步提高催化性能的有前途的策略。基于此，中科院化学研究所曹昌燕副研究员和陕西理工大学于小虎副教授（共同通讯作者）等人报道了一种具有Co1-N3P1配位结构的N/P双配位Co SAC（简称Co1/NPC），并研究了其对硝基芳烃化学选择性加氢的催化性能。作者通过像差校正高角度环形暗场扫描透射电子显微镜（AC HAADF-STEM）、原子分辨电子能量损失谱（EELS）、X射线光电子能谱（XPS）和X射线吸收谱（XAS）对Co1-N3P1位点的单原子特征和配位结构进行了表征。同时，动力学同位素效应和密度泛函理论（DFT）计算结果证实，与最常见的Co1-N4配位相比，Co1-N3P1中Co原子的电子密度增加，更有利于H2的解离。在硝基苯加氢反应中，Co1-N3P1 SAC的转化频率为6560 h-1，是Co1-N4 SAC的60倍，比文献中最先进的M1-Nx-C SAC高出10倍。此外，Co1-N3P1 SAC对许多取代的硝基芳烃表现出优异的选择性（>99%），并与其他敏感的可还原基团共存。该工作是催化性能与SACs配位环境之间关系的一个很好的例子，并为硝基芳烃加氢合成芳香胺提供了一种潜在的实用催化剂。Unprecedentedly high activity and selectivity for hydrogenation of nitroarenes with single atomic Co1-N3P1 sites. Nat. Commun., 2022, DOI: 10.1038/s41467-022-28367-9.https://doi.org/10.1038/s41467-022-28367-9.
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