表界面结构是决定纳米催化材料性能的关键因素，不仅影响表界面处电荷的传递、反应物的吸附与活化，而且还决定反应中间体的吸附强度和构型，进而显著提高催化剂的活性和选择性。因此，深入研究和优化表界面结构，对于提升纳米催化材料的催化性能至关重要。

近期，青岛能源所催化聚合与工程研究中心杨勇研究员带领的低碳催化转化研究组，通过掺杂异核金属策略，成功构建了Pd单原子（SAs）调控Co纳米颗粒（NPs）表界面复合结构催化剂PdCo@NC-800-0.01（图1）。该催化剂在硫醚选择性氧化合成亚砜过程中展现出卓越的催化性能，在室温条件下，以O₂为氧化剂，异丁醛（IBA）为助剂，实现了硫醚高效、高选择性合成高附加值亚砜化合物，并表现出良好的官能团兼容性和催化剂稳定性。研究发现，异核金属Pd SAs不仅调控了Co NPs表面电子间相互作用，还促进了表面缺陷位的生成。二者之间的协同作用有效促进了O₂和IBA在催化剂界面的吸附和活化、以及过氧自由基活性氧物种（ROS）的生成，从而显著提升了硫醚氧化反应效率。相比之下，仅含Co NPs的Co@NC-800和仅含Pd SAs的Pd@NC-800两种单金属催化剂在相同条件下对硫醚氧化反应则无明显催化效果（图1）。本研究不仅为亚砜化合物的合成提供了一条绿色高效的合成路径，也为高效催化剂的构筑提供了新策略。

图1. PdCo@NC-800-0.01催化硫醚选择性氧化合成亚砜

相关研究结果近期以“Single-Atom palladium engineered cobalt nanocomposite for selective aerobic oxidation of sulfides to sulfoxides”为题发表于《Journal of Colloid and Interface Science》上，文章第一作者为青岛能源所马智明博士（现为沈阳理工大学副教授）和于博副研究员，通讯作者为杨勇研究员。研究工作得到了国家自然科学基金、山东省自然科学基金项目的支持。（文/图 马智明、于博）

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jcis.2024.02.209