作者仅4人！南京大学「国家杰青」祝艳Nature子刊 | 原子级精确Au₈Pd₁团簇“协奏曲”式催化！

背景：原子级精确金属团簇兼具结构清晰性、功能模块化和可调空间编程能力，为异相催化剂设计提供了新思路。传统催化剂在活性位点均一性、多功能组分和宏观结构优化方面存在矛盾。研究目的：本研究旨在探索Au8Pd1(DPPF)42+团簇在过氧化氢（H₂O₂）合成与利用中的催化性能，并实现连续流操作。结论：研究发现，该团簇展现出金属核与表面配体之间的协同效应：Au8Pd1金属核催化甲酸与氧气反应生成H₂O₂，DPPF配体中的Fe和P位点协同驱动H₂O₂转化为羟基自由基。通过计算流体动力学模拟优化团簇在介孔Al₂O₃中的空间分布，制备的AA-1非均相催化剂在固定床反应器中实现H₂O₂连续生成（产率737 μmol gcat⁻¹ h⁻¹），36小时内活性保持>95%，并成功耦合甲醛降解。DFT计算和原位表征揭示了反应机理：DPPF配体加速甲酸脱氢（能垒0.41 eV），并通过Fe位点参与O-O键断裂生成羟基自由基（能垒0.42 eV）。分子动力学模拟证实了团簇表面O₂富集微环境。该工作为原子级精确团簇在连续流催化中的应用提供了新途径。