在金属催化反应中，如何在不牺牲催化活性的前提下提高反应选择性是化学合成领域的一项重大挑战。通过有机配体修饰金属表面改善分子吸附模式的策略取得了一定进展，但传统长链有机配体往往阻碍了催化活性位点的利用，导致催化活性与选择性之间存在权衡。此外，Pickering乳液界面因其独特的界面环境（如界面酸碱性、有序分子取向和自发电场等）催化潜力逐渐受到关注，但如何利用这些特性实现选择性的高效调控仍需要进一步探索：
（1）长链有机配体在金属表面形成的金属-有机界面会显著降低活性位点的可及性，限制了催化性能的进一步优化。
（2）界面水分子因其特殊的分子行为（如氢键作用和质子传递效应等）对催化反应有重要影响，但如何利用界面水作为桥梁构建高效的金属-有机界面尚未被充分研究。
（3）当前的研究多集中于传统金属催化剂的表面修饰，尚缺乏在Pickering乳液界面中通过小分子有机配体精确调控反应选择性的策略。
基于此，
山西大学杨恒权教授、田欣欣副教授、邹后兵教授（共同通讯作者）等人
提出了一种基于小配体参与的Pickering乳液界面的新策略，通过界面水诱导的小配体与金属表面形成独特的金属-有机界面，实现了催化反应选择性的显著提升：
（1）创新策略：
将超小Pt纳米颗粒定位于Pickering乳液的油-水界面，并引入极性芳烃（如氯苯胺）作为小分子配体，利用其与界面水分子的强氢键作用，构建了独特的水介导金属-有机界面。该界面有效调控了反应物和产物分子的吸附模式，从而显著提升催化选择性。
（2）显著性能：
在对硝基苯乙烯（p-NS）选择性加氢反应中，该界面系统的目标产物对乙烯基苯胺（p-VA）选择性从8.7%提高至94.2%，且活性保持不变。该策略同样适用于其他氢化反应系统，如对溴苯甲醛和对溴硝基苯的选择性加氢。
通过溶剂热法，作者制备了粒径为2.8 nm的Pt NPs。溶解PVP和H
2
PtCl
6
于乙二醇中，氮气氛围加热后冷却，与丙酮混合沉淀，离心分离并重新分散于水中，重复三次去除杂质。同时，通过热解三聚氰胺制得g-C
3
N
4
块体，经超声剥离得到g-C
3
N
4
-NSs。将Pt NPs吸附负载于g-C
3
N
4
-NSs和g-C
3
N
4
块体上，制备了Pt/g-C
3
N
4
复合材料，超声处理确保分散性。此外，作者合成了界面活性的SiO
2
纳米球，并用相同方法固定Pt NP，制得常规界面催化剂Pt/C
8
-SiO
2
。
图1.表征Pt催化剂在油水界面的空间分布
图2.催化性能评估
图3.界面空间结构
图4.界面位阻效应
在低覆盖度时，p-CAN平铺于水吸附层上，允许p-NS无障碍吸附于Pt表面，主要通过芳香环与Pt位点相互作用。随着覆盖度增加，垂直的p-CAN阵列形成严格空间结构，阻碍了p-NS和p-VA平行结合，导致p-NS仅能通过-NO
2
基团边缘结合Pt表面，-乙烯基被阻止接触催化活性面。p-VA则通过-NH
2
基团与Pt表面垂直相互作用，且在水吸附层上的吸附强度（-1.79 eV）远高于Pt表面（-0.75 eV），表明更强烈的水层相互作用，促使p-VA及时从Pt表面转移至水层，避免进一步加氢。结果表明，Pt-水-p-CAN界面的立体结构调节了吸附模式并促进了p-VA的快速解吸，显著提高加氢选择性。
图5.界面氢键相互作用与反应选择性之间的关系
随着取代基电子给体能力的增强，取代苯胺在水吸附层上的吸附能逐渐增加，氢键键长减小，表明氢键相互作用逐渐增强。这些取代苯胺对p-NS加氢反应具有决定性影响，其中对甲苯胺和对叔丁基苯胺等具有给电子基团的苯胺能显著提高p-VA的选择性，而对氨基三氟苯甲醚和对氨基苯甲腈等具有吸电子基团的苯胺则效果较差。氘水（D
2
O）因其更强的供氢能力，能增强界面氢键相互作用，从而在p-NS加氢中观察到更明显的选择性增强。相反，削弱氢键相互作用则会导致p-VA选择性下降。
Small Ligand-Involved Pickering Droplet Interface Controls Reaction Selectivity of Metal Catalysts. J. Am. Chem. Soc., 2025,
https://doi.org/10.1021/jacs.4c16128.
杨恒权，山西大学化学与化工学院教授，长期致力于先进催化材料的设计与开发，研究领域涵盖多相催化、界面化学和能源材料。杨教授已发表SCI论文200余篇，总引用超过20,000次（h指数>70），并主持多项国家自然科学基金重点项目。
课题组网页：
http://hxhgxy.sxu.edu.cn/szdw/jsjj/fjs/b40abb5e197c4936a608d18a6c13d275.html
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