近日，浙江师范大学含氟新材料研究所陈德利/张富民研究员团队在单原子催化剂可控构筑领域取得重要进展。相关研究成果以“Heteronuclear Neighboring Co-Mn Single-Atom Pairs as a Synergistic Platform for Oxidative C-H Functionalization”为题，发表于国际权威期刊 Angewandte Chemie International Edition（2026年，DOI: 10.1002/anie.2619409）。该期刊是德国化学会旗下的国际顶级综合化学期刊，最新影响因子为17。
在多相催化领域，单原子催化剂凭借其原子利用率高、活性位点明确等优势备受关注。然而，传统单原子催化剂在协同活化多个底物、促进复杂多电子转移反应过程中，往往面临活性位点功能单一、协同效应不足等挑战。因此，构筑具有多位点协同作用的原子级催化体系，已成为当前催化研究的前沿。
基于课题组前期研究（ACS Sustainable Chem. Eng.2026, 14, 8808-8820；Adv. Colloid Interface Sci. 2026, 355, 103946；Adv. Funct. Mater. 2026, 36, e24149），本文成功构建了一种异核Co-Mn双单原子催化剂（Co1-Mn1/NC）。该催化剂中，原子级分散的Co和Mn物种锚定于氮掺杂碳载体表面，形成间距仅约2.6 Å的相邻活性对，为多步反应提供了高效的协同催化平台。在两类具有挑战性的氧化C–H官能化反应中，该催化剂均表现出显著优于单原子Co或Mn催化剂的性能：苊选择性氧化合成1-苊醇的转化率与选择性分别达99.9%和97.7%；苯甲醇与甲醇氧化缩合合成苯甲醛二甲缩醛的转化率与选择性分别达63.4%和94.7%。结合原子分辨表征与DFT计算，研究阐明了Co-Mn双位点协同催化的本质机制：在苊氧化中，Co-Mn位点协同活化分子氧并促进C–H键断裂，显著降低反应能垒；在氧化缩合中，Co位点优先活化甲醇，相邻Mn位点则稳定关键中间体*PhCHO。该工作建立了异核Co-Mn单原子对作为协同多功能催化平台的新策略，为多位点原子级催化剂的理性设计提供了重要理论依据。
化学与材料科学学院博士研究生姜文、硕士研究生吴禹萱为论文共同第一作者。姜文自2024年攻读博士学位以来，已发表SCI一区Top期刊论文三篇、二区Top一篇。论文合作者还包括已毕业硕士生窦可灿同学，以及含氟所的肖强研究员、朱伟东研究员。张富民研究员与陈德利副研究员为论文共同通讯作者，其中张富民研究员负责课题的总体设计，陈德利副研究员为反应机理的解释提供了DFT分析。浙江师范大学为论文唯一完成单位。
编辑：武艳
