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单原子,无限能量:科学家研发出绿色化学自适应催化剂

本站发布时间:2025-08-21 19:32:26
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该研究发表在《美国化学会志》(Journal of the American Chemical Society)上,该期刊是世界上最权威的化学类科学期刊之一。

这一成就是单原子催化剂领域的突破。科学家首次证明,设计一种能够根据化学环境选择性改变其催化功能的材料是可能的。它涉及一种“分子开关”,使得复杂反应能够比传统过程更清洁、高效地进行,同时消耗更少的能量。

该研究聚焦于一种以原子形式存在的钯基催化剂,该催化剂封装在特殊设计的有机结构中。这种结构使材料仅需改变反应条件,即可在有机化学的两个关键反应——生物反应和碳-碳偶联——之间“切换”。

“我们创建了一个能够以受控方式调节催化反应活性的系统,这为更智能、选择性和可持续的化学转化铺平了道路,”研究协调员、米兰理工大学“Giulio Natta”化学、材料与化学工程系讲师 Gianvito Vilé 解释道。

除了反应灵活性外,这种新型催化剂还因其稳定性、可回收性和降低的环境影响而脱颖而出。团队进行的“绿色”分析显示,废弃物和危险试剂显著减少。

该研究是与米兰-比可卡大学、俄斯特拉发大学(捷克共和国)、格拉茨大学(奥地利)和群山国立大学(韩国)开展国际合作的结果。

Story Source:

Materials provided byPolitecnico di Milano.Note: Content may be edited for style and length.

Journal Reference:

Vitthal B. Saptal, Clara Saetta, Adriana Laufenböck, Martin Sterrer, Ik Seon Kwon, Andrea Lucotti, Matteo Tommasini, Ondřej Tomanec, Aristides Bakandritsos, Giovanni Di Liberto, Gianfranco Pacchioni, Gianvito Vilé.An Adaptive Palladium Single-Atom Catalyst Enabling Reactivity Switching between Borylation and C–C Coupling.Journal of the American Chemical Society, 2025; 147 (22): 18524 DOI:10.1021/jacs.4c17943

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