中科院生态环境研究中心刘睿课题组，Angew！

本研究针对催化还原过程中氢分子解离与迁移行为难以直接观测的难题，设计了一种兼具表面增强拉曼散射与催化活性的SiO₂@Au@TiN@Pd核壳结构。通过原位SERS技术结合理论计算，系统揭示了不同钯位点结构对H₂解离路径和氢溢流行为的影响机制：单原子Pd主要促进H₂异裂解离但抑制氢向载体迁移；Pd团簇在D₂解离、氢转移和表面迁移三个关键步骤均展现最低能垒，显著促进氢溢流；Pd纳米颗粒则因致密结构限制氢迁移。基于此构效关系，创新性地建立了以D₂为探针分子、通过νN-D/νPd-D比值定量评估Pd位点结构的原位SERS分析方法。应用该方法指导合成的Pd₁/TiN与Pdₙ/TiN催化剂，在卤代硝基苯和苯酚加氢反应中分别实现>99.7%的目标产物选择性，验证了活性氢行为调控对化学选择性的决定性作用。