英文原题：Well-Defined Catalytic System for Integrating Homogeneous and Heterogeneous Catalysis
通讯作者：Feng Shi （石峰）
作者：Hongli Wang（王红利）, Jiashu Sun（孙嘉树）, Dongcheng He（何东城）, Kang Zhao（赵康）, Bo Qian（钱波）
背景介绍
催化在化学工业中占据举足轻重的地位。据统计，超过90%的化学工业产品均通过催化剂的辅助进行生产。化学工业主要涉及均相催化与多相催化。均相催化具有活性中心均匀、活性位点可调和活性组分利用效率高的特点。然而，催化剂的分离、回收和再生等问题一直困扰着其应用。相比之下，多相催化剂易于回收、重复使用并适用于大规模应用，但存在活性位点利用率低、活性金属电子性质难以调控和易于流失等问题。由此可见，均相与多相催化在优势上存在明显的互补性。发展高效且简便的方法实现均相与多相催化优点的融合具有重大的研究意义。
采用有机配体修饰的多相负载金属催化剂已成为融合均相与多相催化优点的重要途径。利用具有明确结构的有机配体对负载型催化剂进行修饰，可以调节负载金属活性中心的电子空间结构和表面性质，从而提高催化剂的稳定性，实现对催化活性位点的精准控制，进而提升催化剂的活性、选择性和稳定性。
文章亮点
1. 本文总结了两种类型的有机配体修饰多相负载金属催化剂，分别是均相配体修饰和多相配体修饰的负载金属催化剂。
2. 文章全面综述了有机配体修饰的多相负载金属催化剂的制备方法、表征手段以及配体结构与催化性能之间的关系，并深入探讨了催化性能提升的机制。
3. 本文指出了该领域目前面临的主要挑战和未来的发展方向，包括催化剂应用范围的拓展、多相配体修饰负载金属催化剂的构建、配体-反应物协同催化作用以及利用表征技术和理论计算指导有机配体修饰负载金属催化剂的设计。
图文解读
近期，中国科学院兰州化物所石峰研究员团队发表了关于配体修饰多相负载型催化剂领域的综述文章，总结了近年来该领域的最新进展（图1）。文章详细讨论了配体修饰多相负载金属催化剂的制备方法、表征手段以及配体结构与催化性能之间的关系，并深入分析了催化性能提升的机制。最后，作者指出了该领域目前面临的主要挑战，并展望了未来的发展方向。
图1.配体修饰多相负载型催化剂。
1、均相配体修饰的多相负载金属催化剂
均相配体修饰的多相负载金属催化剂主要有两种方法。第一种是，可以在反应过程中分别添加均相配体和多相负载金属催化剂。第二种是，通过将有机配体修饰到多相负载金属催化剂表面，制备得到有机配体修饰的多相负载金属催化剂，然后再将其加入到反应中使用。虽然采用均相有机配体作为添加剂来修饰负载型金属催化剂可以提高催化剂的活性和选择性，但这种方法仍然存在一些局限。例如，有机配体可能从负载金属催化剂表面脱离，导致催化剂性能下降，因此在很多情况下需要重复添加配体以维持良好的催化性能。
2、多相配体修饰的多相负载金属催化剂
构建稳定的配体修饰负载型金属催化剂颇具挑战性。通过化学反应将有机配体在负载金属催化剂表面形成多相大分子配体，可以制备出多相配体修饰负载型金属催化剂。这种方法可以解决有机配体从负载金属催化剂上脱落和溶解性问题，从而提高催化剂的稳定性。
总结与展望
配体修饰的负载型催化剂成功地融合了均相催化和多相催化的优点。对于该领域未来的发展，我们提出以下建议：首先，需要进一步拓宽配体修饰的负载型催化剂的应用范围；其次，多相配体修饰的负载型催化剂的制备与应用将成为未来研究的热点和难点；再次，配体-反应物协同催化作用将助力新型配体修饰的负载型催化剂的设计与合成；最后，结合催化剂表征和理论计算，揭示配体结构与反应活性之间的规律关系，为设计和构筑性能更加优异的新型配体修饰的负载型催化剂提供理论指导。
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ACS Catal. 2024, 14, 21, 16025–16043
Publication Date: October 16, 2024
https://doi.org/10.1021/acscatal.4c03701
© 2024 American Chemical Society
Editor-in-Chief
Cathleen Crudden
Queen's University Department of Chemistry
ACS Catalysis 致力于发表有关多相催化、分子催化和生物催化等具有原创性的研究结果，领域包括生命科学、金属有机与合成、光化学与电化学、药物发现与合成、材料科学、环境保护、聚合物发现与合成以及能源和燃料。
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