为了进一步提高单原子催化剂（single-atom catalysts, SACs）的本征反应性，通过与相邻的第二个金属原子配位对单位点进行可控修饰，为开发双原子催化剂（double-atom catalysts, DACs）提供了新机会。基于此，中科院兰州化学物理研究所崔新江研究员（通讯作者）等人报道了一种催化剂，其特征是两个键合的Fe-Co双原子，具有100%金属分散性的FeCoN6(OH)集合体，通过共同作用以切换反应机理在无氧化条件下进行醇脱氢反应。在文中，作者介绍了一种Fe-Co双原子催化剂（FeCo-DAC），其中所提出的FeCoN6部分的结构嵌入在N掺杂的碳材料中，羟基基团锚定在单个Fe原子上。FeCo-DAC对多种醇的脱氢表现出优异的催化性能，包括芳香醇和脂肪醇。有趣的是，该催化体系对具有可还原官能团的底物表现出良好的耐受性，可用于合成天然产物和药物。实验结果和密度泛函理论（DFT）计算表明，FeCo-DAC通过烷氧基路径机制促进醇脱氢，而Fe-SAC和Co-SAC显示出羟烷基路径机制。与Fe-SAC和Co-SAC相比，FeCo-DAC表现出更高的活性性能，以高达98%的产率生产所需的产品。此外，各种各样的苯甲醇和脂肪醇以优异的产率和高选择性转化为相应的脱氢产物。该研究结果不仅解释了DACs催化的无受体醇脱氢机制，而且为理解DACs内在活性增强的原因提供了一个新的方向。Catalytic Activity Enhancement on Alcohol Dehydrogenation via Directing Reaction Pathways from Single- to Double-Atom Catalysis. J. Am. Chem. Soc., 2022, DOI: 10.1021/jacs.1c12705.https://doi.org/10.1021/jacs.1c12705.
