近日，我所能源研究技术平台（DNL20）刘岳峰研究员等通过解耦催化剂的金属活性位点和氧化物载体缺陷氧空位的作用，实现了含硫硝基分子的高效加氢转化，并揭示了硝基基团反应位点与金属可接近程度的内在关联性。
含硫硝基化合物作为一类重要的有机中间体，在药物合成、橡胶助剂和染料工业等领域具有广泛应用。然而，这类化合物中的硫原子易与催化剂中的金属形成强化学吸附的金属-硫键，导致催化剂活性位点被毒化，显著降低甚至完全丧失催化活性。但是，这种强吸附作用并不完全抑制小分子氢气（H2）的活化，因此，通过引入第二个活性位点，解耦含硫底物分子活化和氢气活化的位点，通过氢物种的溢流效应即可实现两个位点的协同催化。
本工作中，科研人员基于氧空位可以活化硝基的特性，构筑了高缺陷氧化铈负载铂（Pt）纳米簇的双位点催化材料。该材料在含硫基团分子（5-硝基苯并噻唑）加氢反应中展现出独特的活性和功能：H2分子在金属Pt位点上活化，而含硫芳烃的硝基官能团则选择性地在富含缺陷的二氧化铈（CeO2）载体氧空位（Ov）处吸附活化。研究发现，通过氢溢流效应，活化的氢物种可迁移至被氧空位活化的硝基基团处，实现硝基官能团的高效加氢。科研人员通过系统解析不同尺寸和电子结构的硝基分子的活化能力，并结合不同尺寸含硫分子毒化实验，进一步揭示了硝基（-NO2）官能团在Pt表面的空间可及性是决定其活化位点选择性的关键因素：当-NO₂因空间位阻或毒化作用难以接近Pt活性中心时，CeO2氧空位成为主导的催化位点。该研究不仅为抗硫高效加氢催化剂的设计提供了新思路，也为硝基基团活化位点的识别提供了重要的理论依据。
刘岳峰等长期致力于煤基碳资源分子清洁高值化利用中的应用基础研究（Nature Catal.，2023；Angew. Chem. Int. Ed.，2020；ACS Catal.，2025；Chin. J. Catal.，2025），开发的碳基精脱硫剂已在宝武集团宝山基地、中南钢铁股份有限公司等企业焦炉煤气系统精脱硫改造工程中应用。
相关工作以“Boosting the activity in the liquid-phase hydrogenation of S-containing nitroarenes by dual-site Pt/CeO2 catalysts design”为题，于近日发表在《自然-通讯》（Nature Communications）上。该工作的共同第一作者是我所DNL20访问学者任小敏、联合培养硕士研究生黄佳怡、联合培养博士研究生马军。上述工作得到国家自然科学基金、辽宁省自然科学基金、我所创新基金等项目的资助。（文/图 任小敏、马军）
