近日，suncitygroup太阳集团植物资源化学与绿色造纸团队青年教师周浩（第一作者）在国际高水平期刊Nature Communications发表题为“Efficient Pt₁Ni single-atom alloy catalyst for hydrogen-free catalytic fractionation of lignocellulose”的研究论文，华东理工大学王艳芹教授和上海交通大学曹宵鸣教授为共同通讯作者。

文中通过将孤立Pt原子锚定于Ni纳米颗粒表面构筑Pt₁Ni单原子合金（SAA）催化剂并用于桦木的自供氢催化分馏（SCF）。AC-HAADF-STEM，原位CO-DRIFT以及EXAFS等测试证实了Pt₁Ni单原子合金结构。在该催化剂的作用下，以水为溶剂，在140°C条件下反应24小时可以得到50.9 wt%的木质素酚类单体收率，同时保留大部分纤维素组分（>90%），相应的单位活性位点上生成的目标产物数目（TON）为270.5 mol_phenolsmol-1 Pt。Pt₁Ni SAA催化剂在循环测试实验中也表现出良好的稳定性。木质素模型化合物实验和密度泛函理论（DFT）计算揭示了木质素解聚过程中基于不同二聚体中间体的三种反应路径（C_α-OH deH、C_α-OH deOH-I和C_α-OH deOH-II）并存的现象，并且Pt₁Ni SAA催化剂在每种路径中都优于纯Pt催化剂。值得注意的是，C_α-OH deOH-II可以通过烯醇醚中间体产生更有用的丙烯基端链的紫丁香酚和愈创木酚（归因于Ni的亲氧性），这种产物在所得木质素酚类单体中的选择性约为50%。该丙烯基端链的紫丁香酚和愈创木酚可用于生产生物活性分子、药物和材料，具有非常高的使用价值。此外，与纯Pt催化剂相比，Pt₁Ni SAA催化剂可以降低三条反应路径中断裂C-O键的反应能垒（这是三条反应路径中的决速步骤）。这项工作降低了SCF中Pt的用量，大幅提高了Pt的利用效率，为在无外源氢条件下实现Pt和木质纤维素的高利用率以及促进可持续生物炼制提供了新的机遇。（环资学院 周浩）

文章链接：https://doi.org/10.1038/s41467-026-70993-0.