近日，化学与制药学部牛立伟博士和陈建宾教授在催化领域国际顶级期刊《ACS Catalysis》（中科院一区TOP期刊，影响因子13.1）发表题为“Boosting Anti-Markovnikov Hydrosilylation Performance with Partially Charged Platinum Single Atoms on Nonreducible γ-Al₂O₃”的重要研究成果。他们成功设计出一种新型铂单原子催化剂，可在室温、无溶剂条件下高效实现反马氏规则硅氢加成，为绿色有机硅工业提供了突破性技术方案。我院硕士生路翊和朱凤健为共同第一作者，齐鲁工业大学（山东省科学院）化学与制药学部为第一通讯单位，山东省科学院能源研究所和新疆农业大学化学与化工学院为合作通讯单位。

硅氢加成反应是有机硅化学工业中的关键步骤，广泛应用于硅油、硅橡胶、密封胶等众多产品。然而，传统铂催化剂在实际应用中容易团聚失活，反应选择性低、副产物多，成为制约行业绿色升级的瓶颈。

该成果创新性地利用原子层沉积技术，将铂以单原子形式精准锚定在工业级γ-Al₂O₃载体上，形成稳定的PtO₄结构单元，实现了催化活性中心的“原子级排布”。这种设计不仅极大提升了催化剂卓越的稳定性和循环寿命，更通过金属-载体间电子相互作用，使铂原子呈现部分正电性，从而精准调控反应路径。

实验表明，该催化剂在室温、无溶剂条件下，即可高效催化多种烯烃和炔烃的反马氏硅氢加成反应，产率普遍超过85%。更值得一提的是，该催化剂对硝基、卤素、环氧、羰基等敏感官能团表现出卓越的耐受性，有效避免了副反应发生，展现出优异的工业应用潜力。

该研究不仅为贵金属原子的高效利用提供了全新思路，也推动了单原子催化剂在绿色合成领域的实际应用。未来，这项技术有望为有机硅产业带来更节能、环保、低成本的生产工艺，为我国高端精细化工的可持续发展提供关键技术支撑。

此项研究得到了国家自然科学基金（22171154 & 22172183）、山东省优秀青年科学基金（ZR2024QB056 & ZR2024YQ025）、泰山学者专项基金（tsqn202211206）等基金支持。

据悉，《ACS Catalysis》是美国化学会旗下旗舰期刊，专注于发表催化领域最新、最具影响力的科研成果，是国际公认的催化领域顶级期刊之一。

论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.5c04683 

牛立伟，博士，讲师，硕士生导师。主要研究方向为精细化学品催化加氢和碳基能源催化转化。主持或参与国家自然科学基金、山东省自然科学基金、校院科教产融合试点工程基础/重大创新研究类项目、企业横向等多项，以第一/通讯作者在ACS Catal、Adv. Energy Mater.、J. Catal.、Appl. Catal. B-Environ.、Adv. Sci.和Green Chem.等期刊发表SCI论文十余篇。

陈建宾，教授，博士生导师。德国莱布尼茨催化研究所博士“优等生”提前毕业，美国加州大学伯克利分校博士后，荣获2025 IAAM Lifetime Fellow、泰山学者青年专家、山东省优青、山东省高等学校青创人才引育计划团队负责人、国家优秀自费留学生奖学金等称号。主要研究方向为电（光）催化与合成，能源分子、精细化学品和生物质催化转化。主持国家自然科学基金面上项目和青年基金、山东省优秀青年基金、山东省高等学校青创人才引育计划等10余项。在Nat. Catal., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Energy Mater., ACS Catal, Appl. Catal. B-Environ., Org. Lett.等主流期刊发表SCI文章>100篇，英文专著章节2章，授权发明专利9项。