基于Fe的异相催化剂具有高丰度和低毒性，因此是具有前景的金属催化剂。但是，Fe纳米粒子催化剂通常在液相反应表现非常低的反应活性，并且空气中的稳定性很差。将Fe纳米粒子修饰一层壳虽然能够改善催化剂的稳定性，但是同时降低了Fe纳米粒子的催化活性。

有鉴于此，大阪大学Takato Mitsudome等为了解决Fe催化剂的催化活性和稳定性之间的矛盾，发展了一种在空气中稳定存在的磷化铁（Fe₂P）纳米催化剂，具有优异的液相氰化物加氢催化活性。相比而言，Fe催化剂没有催化活性。

主要内容

（1）

能够在空气中稳定存在的磷化铁纳米催化剂可以方便的修饰在各种合适的基底上，比如TiO₂基底能够增强磷化铁的催化活性。担载于TiO₂的磷化铁催化剂能够将多种多样的氰化物转化为一级胺，而且实现非常好的再利用，基本上没有性能的衰减。这种能够在空气中稳定存在的高活性磷化铁拓展了铁催化剂的应用场景。

（2）

通过一系列光谱表征技术，说明低价态的不饱和Fe物种起到关键作用。Fe₂P具有高活性，无需H₂高温预处理，可能替代传统的Fe纳米粒子催化剂。这个催化剂体系突破了Fe催化剂体系的稳定性，而且将Fe催化剂的应用场景从气相催化拓展至液相催化。

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Tomohiro Tsuda, Min Sheng, Hiroya Ishikawa, Seiji Yamazoe, Jun Yamasaki, Motoaki Hirayama, Sho Yamaguchi, Tomoo Mizugaki & Takato Mitsudome, Iron phosphide nanocrystals as an air-stable heterogeneous catalyst for liquid-phase nitrile hydrogenation. Nat Commun 14, 5959 (2023)

DOI: 10.1038/s41467-023-41627-6

https://www.nature.com/articles/s41467-023-41627-6