近日，我校清洁能源与催化安徽省基础学科研究中心陈郑团队在生物质平台分子转化领域取得重要研究进展，相关成果以题为 “Interfacial Dipole Engineering of Single-Atom Co-N-C and Ru Nanoparticles for Enhanced Hydrogenation of Levulinic Acid to γ-Valerolactone”的论文发表于《Angewandte Chemie International Edition》。该研究围绕单原子位点与金属纳米颗粒界面电子调控这一前沿方向，通过构筑单原子Co-N₄位点与Ru纳米颗粒之间的界面偶极，实现了Ru活性中心电子结构的精准调控，为温和条件下生物质平台分子的高效催化加氢提供了新的催化剂设计思路。原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.8734241。

乙酰丙酸（levulinic acid，LA）是重要的生物质平台分子，其选择性加氢制备γ-戊内酯（γ-valerolactone，GVL）是实现生物质资源高值化利用的重要途径。然而，现有催化体系往往面临反应条件较为苛刻、活性与稳定性难以兼顾等问题，因此，如何在温和条件下促进H₂活化并提高金属活性中心的本征催化性能，是该领域亟待解决的重要科学问题。针对这一难题，研究团队构筑了由单原子Co₁-N-C负载Ru纳米颗粒的Ru_NPs/Co₁-N-C 复合催化剂。其中，单原子Co-N₄位点主要作为电子调控单元，通过与Ru纳米颗粒形成紧密界面，引发由Co₁-N-C向Ru纳米颗粒的定向电子转移，在界面产生明显的电荷极化和偶极效应，从而形成富电子Ru活性位点。催化性能测试结果表明，Ru_NPs/Co₁-N-C在室温条件下即可实现LA的近定量转化，GVL选择性达到100%，并在连续10次循环后仍保持良好的催化活性和选择性。同时，该催化剂还能够高效催化多种生物质衍生羧酸或酯类底物转化为相应的内酯产物，表现出良好的底物适用性和结构稳定性。

该论文第一作者为我校2022级博士研究生吕闪闪，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、北京市科学技术研究院和清华大学合作完成。