强金属-载体相互作用（SMSI）对于稳定小于2纳米的金属位点至关重要，例如单原子（M1）或原子簇（Mn）。然而，由于过度相互作用导致活性与稳定性往往不能兼顾，如何进一步优化纳米位点以打破这一制衡仍然是一个重大挑战。
针对这一挑战，北京华电光大环境股份有限公司与中国科学技术大学、中国科学院上海高等研究院、美国佐治亚理工学院、中国科学技术大学国家同步辐射实验室、中国科学院煤化所等科研单位合作，首次提出将SMSI与活性金属-载体相互作用（RMSI）相结合的催化剂协同策略。
图1.RMSI与SMSI的协同催化机制
全面的表征证实，SMSI稳定了金属并调节了单原子Ni1向亚2纳米的Nin位点的聚集。同时，RMSI通过充分激活载体中的P，最终生成亚2纳米金属磷化物Ni2P簇（Ni2Pn）。金属-载体相互作用的协同作用触发了Ni2Pn的适应性配位和电子结构优化，从而实现了期望的底物吸附-脱附动力学。Ni2Pn位点对选择性加氢的活性大大提高，目标产物的形成速率分别比Ni1和Nin位点高出20.2倍和3.0倍。
图2. Ni2Pn@PBNC催化剂的部分表征结果
工作发表在国际期刊Angewandte Chemie International Edition（IF=16.6）上，这项工作不仅提供了一种通用的、可扩展的合成亚2纳米金属磷化物簇的方法，而且丰富了金属-载体相互作用（MSI）机制在非均相催化剂中的应用，有助于打破活性与稳定性之间的权衡，为开发新型高效催化剂提供了新思路。这种催化剂设计方法在提高特定化学反应的选择性和效率方面展现出巨大优势，有望推动相关工业过程的绿色化和可持续发展。