近期，我院袁友珠教授和醇醚酯化工清洁生产国家工程实验室（高端电子化学品国家工程研究中心（重组））段新平工程师课题组在多相催化加氢领域取得重要进展。相关成果以“Diverting Reaction Pathways: Shunt Catalysis for robust C=O Hydrogenation”为题，发表于Angew. Chem. Int. Ed.（doi.org/10.1002/anie.3975660）。

草酸二甲酯（DMO）选择性加氢制乙醇酸甲酯（MG）是合成可降解聚酯单体乙二醇与乙醇酸的关键步骤。Ag基催化剂对该反应选择性最优，却长期面临活性与稳定性难以兼得的困境：传统Ag/SiO₂上的金属Ag⁰纳米颗粒易烧结失活；而将Ag锚定于CeO₂虽结构稳固，形成的缺电子Ag^δ+位点却因过强吸附C=O而完全丧失加氢活性。围绕高稳态和抗烧结催化剂体系，研究前期，袁友珠教授团队开展了系统性研究：2019年在Nat. Commun.（2019, 10, 914）揭示了CeO₂通过Ce(IV)/Ce(III)氧化还原对介导Au(0)/Au(I)活性对的动态自再生机制以及C2H2在无Au活性位点的界面上的“预活化”和溢流，并将二者化学过程进行耦合获得Au/CeO2&C的高效稳态乙炔氢氯化催化体系，实现乙炔氢氯化超3000小时稳定运行。2025年在ACS Catal.（2025, 15, 3913–3927）进一步提出“分子软木塞”概念，利用多孔碳材料上可逆的C₂H₂溢流“唤醒”CeO₂基载体上休眠的Au-oxo位点（M-oxo&AC体系）。在上述工作基础上，本研究受生物代谢分流启发，将催化剂设计思想从“反应物溢流唤醒休眠位点”发展为“活性氢物种分流唤醒惰性界面”，提出了“催化分流”（catalytic shunt）新策略。

“催化分流”策略示意图：H₂在Ag/SiO₂域活化，活性氢经分流路径溢流至Ag/CeO₂域将DMO加氢为MG

团队通过湿法机械混合，将离散的Ag/SiO₂与Ag/CeO₂纳米单元整合为Ag/CeO₂||SiO₂双域结构，实现了竞争反应步骤的空间解耦：Ag/SiO₂域中的球形金属Ag⁰纳米颗粒作为“氢气活化与供给区”高效解离H₂；Ag/CeO₂域中的多面体Ag纳米颗粒与Ce³⁺–V_O氧空位构成Ag^δ+–Ce³⁺–V_O界面位点，作为“DMO吸附与预富集区”选择性锚定并极化C=O基团。活性氢物种（H*）跨越纳米尺度界面溢流至Ag/CeO₂域，“唤醒”了本征惰性的Ag/CeO₂相，从根本上规避了单域催化剂固有的竞争吸附与位点毒化。尽管CeO₂上仅分布约5%的Ag纳米颗粒，该体系转换频率（TOF）仍达基准Ag/SiO₂的6倍，表观活化能由84.1降至36.9 kJ mol^–1，并在逾1000小时运行中保持>99%的DMO转化率与近100%的MG选择性。该策略还可拓展至Au、Cu等金属及其他羰基化合物加氢体系，为协同金属–氧化物界面的理性设计提供了普适性蓝图。

段新平工程师和袁友珠教授为该论文的共同通讯作者，已毕业硕士生邹京林、温兆军和在读博士生刘旭峰、厦门大学郑建伟教授、林海强副教授、叶林敏高级工程师以及中北大学焦纬洲教授、王蕊欣教授共同完成该工作。该研究得到了国家自然科学基金（22272138、22232002和22572163）和国家重点研发计划（2022YFA1504601）、及厦门市自然科学基金（3502Z20253022）的资助。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.3975660