利用弱相互作用来提高负载型金属催化剂的催化性能是催化剂设计的重要策略，但仍然是一个很大的挑战。基于此，中科院大连化学物理研究所杨启华研究员和浙江师范大学罗孟飞教授（共同通讯作者）等人报道了通过使用一系列具有不同化学成分和拓扑结构的亚胺连接的共价有机框架（COF）来微调Pd纳米颗粒（Pd NPs）附近的弱相互作用。Pd NPs的表面几何结构和电子结构几乎相同，在芳香化合物的极性官能团（C=O, C=N, NO2, C=C-O）的选择性加氢反应中，含有芘的COF（Py-COF）的Pd NPs比没有芘的COF的Pd NPs具有更强的活性。实验测试发现，在芳香酮/醛、喹啉和硝基苯的氢化反应中，嵌入芘-COF中的Pd NPs比不含芘的COF中的Pd NP的活性高约3至10倍，尽管Pd具有相似的大小和表面结构。此外，作者以苯乙酮（AP）加氢为模型反应，系统的热力学、动力学研究和DFT计算表明，在Pd NPs附近AP和芘环的π-π相互作用可以引导羰基在Pd表面的优先吸附，并显著降低速率决定步骤中的活化势垒（rate-determining step , RDS）。该工作强调了活性位点以外的非共价相互作用在调节负载型金属纳米颗粒催化性能中的重要作用。The promotion effect of π-π interactions in Pd NPs catalysed selective hydrogenation. Nat. Commun., 2022, DOI: 10.1038/s41467-022-29299-0.https://doi.org/10.1038/s41467-022-29299-0.
