近日，我校清洁能源与催化安徽省基础学科研究中心刘欢副教授/赵国锋教授联合清华大学李亚栋院士等研究团队，在热催化加氢领域取得重要研究进展。相关研究成果以“Homonuclear dual-atom cobalt sites for enhanced selective hydrogenation”为题，于2026年7月21日在线发表于国际顶级期刊《Angewandte Chemie International Edition》。原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.2095526

选择性加氢是精细化工与石油化工领域的核心工艺，广泛支撑高端化学品的绿色生产。当前贵金属基单原子催化剂虽性能优异，但成本居高不下；非贵金属钴基单原子催化剂选择性表现突出，却存在固有性能瓶颈：金属位点呈缺电子状态，且缺乏相邻金属位点协同，仅能通过能耗更高的异裂路径活化氢气，同时底物与氢气在活性位点间存在吸附竞争，导致整体催化活性难以突破，制约了其工业化应用。同核双原子催化剂可借助金属间电子耦合效应与双位点协同作用破解上述难题，但构筑含直接金属-金属（M-M）键的非贵金属钴基双原子催化体系，仍是该领域的研究难点，相关系统性研究十分有限。

针对这一关键问题，研究团队开发了简便的浸渍-热解制备策略，成功构建了具有直接Co-Co键的同核双钴原子催化剂（Co-DAC）。该催化剂在两类代表性选择性加氢反应中展现出显著性能优势：硝基苯加氢制苯胺反应的周转频率（TOF）可达431 h⁻¹，苯乙炔半加氢制苯乙烯反应的TOF可达1665 h⁻¹，分别是钴单原子催化剂的6.8倍与17.5倍。研究团队结合氘代同位素标记实验、原位漫反射红外傅里叶变换光谱、同步辐射X射线吸收谱、X射线光电子能谱与密度泛函理论计算，系统揭示了双位点协同增效的微观机制：与钴单原子催化剂的氢气异裂路径不同，Co-Co双原子位点可通过能垒更低的均裂途径活化氢气；双位点结构即可强化对硝基苯底物的吸附能力，又能促进产物苯胺的脱附，有效缓解吸附竞争问题。进一步研究表明，Co-Co键带来的电子耦合效应提升了钴中心的电子密度，使d带中心上移，最终实现氢气活化强化、反应中间体稳定、产物脱附促进与过渡态能垒降低的多重增益。该研究不仅为开发高效、低成本的选择性加氢催化剂提供了全新的结构设计范式与理论支撑，也为双原子催化体系在更多能源化工加氢反应中的应用拓展了新方向。

该论文第一作者为刘欢（安徽师范大学）、朱芃（郑州大学），安徽师范大学为论文第一完成单位。研究工作由安徽师范大学、中国石油大学（华东）以及清华大学等单位合作完成。