近日，我校bevictor伟德官网萬穎教授團隊在Nature子刊《Nature Communications》上發表論文 “Breaking scaling relationships in alkynol semi-hydrogenation by manipulating interstitial atoms in Pd with d-electron gain”，打破過渡金屬表面能量線性關系，實現金屬催化劑在炔醇半加氫反應中活性與選擇性的同時提高。上海師範大學為第一署名單位，21級博士生楊陽、朱小娟博士、20級博士生王麗麗為論文共同第一作者，上海師範大學萬穎教授、複旦大學李偉教授、上海交通大學劉晰研究員為論文共同通訊作者。
Pd催化劑被廣泛應用于炔醇半加氫反應中，然而由于關鍵吸附物種之間的吸附能存在線性關系（scaling relationship），提高選擇性往往以犧牲活性為代價，例如商業Lindlar催化劑在2-甲基-3-丁炔-2-醇（MBY）半加氫反應中，對2-甲基-3-丁烯-2-醇（MBE）選擇性可達到91%，但轉化頻率僅為0.17 s-1，因此工業生産中Pd的用量很大。
本文利用逆向原子擴散合成策略，得到有序介孔碳負載Pd間隙固溶體催化劑。p區元素（B、P、C、S、N）占據Pd晶格間隙，與Pd原子之間通過sp-d雜化發生電荷轉移，實現了Pd的d電荷密度的精細調控。原位紅外光譜實驗結合DFT理論計算表明，随着Pd的d電荷密度增加，目标産物烯醇的吸附構型轉變，從而打破原有的能量線性關系，同時提高了炔醇半加氫反應的轉化率和選擇性。具有最高d電荷密度的B和C共修飾Pd(B,C)間隙固溶體催化劑的轉化頻率高達2.84 s-1，是商業Lindlar催化劑的17倍；在MBY轉化率接近100%時，MBE選擇性仍可保持為約95%。
該研究工作得到了國家自然科學基金委、上海市教委、上海市科委的資金支持。