O isolamento geométrico de espécies de metal em catálise de átomo único (SACs) não só maximiza a eficiência de utilização atômica, mas também dota SACs com seletividade única em várias transformações.

O ambiente de coordenação de átomos de metal isolados em SACs determina o desempenho catalítico. Contudo, continua sendo um desafio modular a estrutura coordenativa e, ao mesmo tempo, manter a dispersão de um único átomo.

Recentemente, um grupo de pesquisa liderado pelo Prof. Zhang Tao e Prof. Wang Aiqin do Instituto Dalian de Física Química da Academia Chinesa de Ciências fabricou Ru ₁ / NC SAC com boa atividade catalítica, seletividade e estabilidade na aminação redutiva de aldeídos / cetonas derivados de biomassa para produzir aminas primárias, e elucidou as relações estrutura-desempenho do nível atômico / molecular.

Este estudo foi publicado em Nature Communications em 2 de junho.

Os pesquisadores prepararam Ru ₁ / NC SAC em direção à reação alvo, e descobriram que tanto a atividade catalítica quanto a seletividade aumentaram com a diminuição dos números de coordenação Ru-N. Particularmente, Ru ₁ / NC SAC com Ru ₁ -N ₃ porção ofereceu o melhor desempenho catalítico, que foi muito superior aos catalisadores de Ru homogêneos e nanoparticulados já relatados.

Além disso, Ru ₁ / NC apresentou excelente durabilidade contra intoxicação por CO ou compostos contendo enxofre, e a dispersão de um único átomo foi bem mantida mesmo após a redução em condições extremas.