液態有機氫載體在氫能的存儲和應用領域具有重要意義，甲苯能夠通過多步驟加氫還原為甲基環己烷，作為液態有機氫載體受到廣泛研究。優勢包括毒性低和氫存儲能力較高。Ru等貴金屬具有優異的多步驟加氫催化活性，但是價格昂貴且原子利用率低，阻礙了Ru催化劑的應用。因此，發展具有高活性和高原子利用效率的貴金屬催化劑成為巨大的挑戰。
有鑒于此，中科院金屬研究所劉洪陽研究員、北京大學馬丁教授、Mi Peng、遼寧大學楊黎妮教授等報道合成了Ru單原子、完全暴露的Ru團簇、以及Ru納米粒子，研究結構與甲苯催化加氫反應活性之間的關系。
本文要點
（1）
由3個Ru原子構成的完全暴露Ru團簇具有優異的甲苯多步驟加氫催化活性，TOF達到9850.3 h-1，反應條件溫和（100 ℃，1.5 MPa）。Ru團簇的催化活性達到Ru單原子或者納米粒子，而且比相關文獻報道的催化劑相比具有優勢。
（2）
DFT理論計算結果顯示Ru團簇的甲苯多步驟加氫催化反應過程的能壘低于Ru單原子或者Ru納米粒子，這導致Ru團簇具有更高的催化活性。這項研究展示了完全暴露團簇催化劑是調控多步驟加氫催化反應的有效策略。
參考文獻
Yue Wang, Hancheng Yu, Yurong He, Shengling Xiang, Xuetao Qin, Lini Yang, Jiawei Chen, Yang Si, Jingwang Zhang, Jiangyong Diao, Ning Wang, Mi Peng, Ding Ma, Hongyang Liu, Fully Exposed Ru Clusters for the Efficient Multi-step Toluene Hydrogenation Reaction, Angew. Chem. Int. Ed. 2024
DOI: 10.1002/anie.202415542
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202415542
