内师大包永胜教授科研团队在单原子催化领域取得新进展

近日，内蒙古师范大学化学与环境科学学院包永胜教授科研团队与南京大学谢劲科研团队合作，在国际知名期刊《ACS Catalysis》（美国化学会催化）上发表题为“调控铜单原子配位环境实现酰胺区域选择性碳-碳键活化”的最新科研成果，在单原子催化领域取得新进展。

“单原子催化”概念最早由我国科学家张涛、李亚栋提出。与传统纳米颗粒催化剂相比，单原子催化剂最大限度地利用了金属原子，在提高催化反应效率和选择性方面具有显著优势，被公认为最有效的多相催化剂，目前广泛应用于能源转换、环境净化和化学合成等多个领域。

但在实际反应条件下，提高单原子催化剂的稳定性，开发高效、可规模化的制备工艺仍是当前研究的一个重要挑战。包永胜、谢劲教授科研团队开发了一种兼顾催化活性和稳定性的三氧化铝负载铜单原子催化剂，首次探索应用于具有挑战性的惰性非应力碳-碳键活化反应，为惰性键的选择性活化提供了新的路径，促进了惰性键精准催化转化反应的工业化进程。

该研究通过惰性键精准催化转化反应，为煤基芳烃的高值化利用以及药物分子、农用化学品、精细化学品的制备提供了新方法。据介绍，利用碳—碳键活化反应可以直接对药物分子中的惰性键进行官能团化修饰，提高药物的活性和选择性。在材料科学领域，可以用于合成具有特殊性能的高分子材料、有机金属材料、纳米材料等，并且可以制备出具有特定结构和性能的聚合物材料，用于电子、能源、生物医学等领域。在精细化工领域，用于合成各种高附加值的化学品，如香料、染料、农药等。通过对惰性键的选择性活化和转化，可以实现这些化学品的绿色、高效合成，提高产品质量和市场竞争力。

包永胜教授表示，今后将针对煤基芳烃精准催化转化开发可循环利用、绿色的新型单原子、纳米多相催化剂，开拓新型煤化工深加工产业，为自治区经济社会发展贡献科研力量。

该研究依托内蒙古自治区绿色催化重点实验室（2024年优化重组）的科研力量与成果数据，并得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、内蒙古自治区高等学校创新团队项目支持。

论文链接 : https://doi.org/10.1021/acscatal.4c05223