烟台大学祁彩霞/孙立波团队在金催化芳香硝基化合物加氢领域取得新进展

近年来，纳米金催化剂因其卓越的低温活性与高选择性，在催化领域引发广泛关注。尤其在芳香硝基化合物选择性加氢制备芳胺的反应中，金催化剂展现出近乎完美的选择性（接近100%），成为该反应体系下极具应用前景的绿色催化材料，为高附加值芳胺类化合物的精准合成提供了高效、可控的解决方案。然而，如何在保持其高选择性的前提下进一步提升催化加氢效率，已成为制约其工业规模化应用的核心技术挑战。

近日，烟台大学化学化工学院山东省黄金工程技术研究中心/烟台市黄金催化与过程重点实验室祁彩霞教授和孙立波副教授研究团队利用导电聚合物聚苯胺（PANI）的掺杂-去掺杂策略经热解获得不同杂原子掺杂的碳基载体，并通过胶体吸附技术在其上负载含有微量Pd的Pd-Au双金属，系统研究了杂原子掺杂对活性金属电子结构及催化性能的影响。结果表明，引入痕量钯显著提高了金基催化剂的转化率，同时保持了良好的选择性。B掺杂显著改变了载体的表面化学性质，并引入了协同的路易斯酸碱位点，提升了H2解离效率。通过金属-载体相互作用，B掺杂精确调控了活性位点的电子状态，优化了反应物的吸附行为，上述成果以“Polyaniline-derived B/N-doped carbon supporting isolated Pd and Au nanoparticles as a bimetal catalyst for high-performance 4-chloronitrobenzene hydrogenation”为题发表在Applied catalysis A 2026, 711, 120740杂志上。此外，课题组还发现磷掺杂碳负载的Pd-Au双金属催化剂可以调变金属的微化学环境，在金属表面诱导产生缺电子态，促进了-NO2吸附和产物脱附，从而提高了催化效率。相关成果以“Preparation and catalytic performance study of Pd-Au bimetallic catalysts supported on polyaniline-derived nitrogen and phosphorus co-doped carbon for the selective hydrogenation of p-chloronitrobenzene”为题，作为前期工作同样发表在Applied Catalysis A 2025, 702, 120332杂志上。上述研究为通过载体掺杂工程调控金属催化剂微环境提供了理论指导和技术参考，为开发高效高选择性工业加氢催化剂提供了关键数据支撑。

此外，在硝基酚加氢制备氨基酚方面，课题组采用植酸掺杂优化纳米金催化剂的载体结构，实现了金粒子电子状态的调变，优化了硝基酚的吸附与活化，显著提高了其硝基酚加氢的转化效率（Phytic acid-polyaniline supported Au catalyst for the 4-nitrophenol reduction: Insights into the phytic acid effect on catalytic performance,Colloids and Surfaces A 2026, 731, 139016）。课题组还开发了一系列聚多巴胺负载的纳米金催化剂，探讨了纳米金的负载方式（胶体吸附法、原位还原法等）、负载量、金尺寸、金负载的空间位置、磁性核壳及中空载体结构的设计等对催化活性和稳定性的影响，为基于聚多巴胺负载的贵金属催化剂的设计提供理论基础(A Comprehensive study on the reduction of 4-NP using Au/Polydopamine catalysts,Applied Surface Science 2025, 680, 161376;A systematic study on Au-PDA@Fe3O4 core-shell catalysts for enhanced catalytic reduction of 4-nitrophenol,Colloids and Surfaces A 2024, 703, 135420;Synthesis and catalytic performance of h-Au/PDA@PDA@Fe3O4 hollow spheres for the 4-NP reduction,Applied Surface Science 2025, 710, 163925)。

烟台大学为上述研究论文的唯一完成单位，祁彩霞教授与孙立波副教授为论文的通讯作者。课题组苏慧娟老师为部分论文的共同通讯作者，硕士生景和顺、谢清泰担任了上述部分论文的第一作者，学院高分子专业本科生谢锦东、翟玉琦，应用化学专业本科生谭文宇、刘学晴参与了部分论文的实验工作。上述工作得到了国家自然科学基金、山东省自然科学基金、烟台市科技发展计划等项目的资助。

文章链接：

1. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2025.120740

2. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2025.120332

3. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2025.139016

4. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2024.161376

5. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2024.135420

6. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2025.163925

来源：烟台大学化学化工学院