催化产氢及催化加氢是获得清洁能源和实现含不饱和基团化学品转化的重要途径。学术界设计、开发了大量的多相、均相催化剂以催化这两类反应的进行，并取得长足进步。我校化学与环境工程学院蒋维东教授课题组长期从事多相催化富氢化合物产氢及芳香硝基化合物加氢研究，设计了系列无机杂化材料、有机-无机杂化材料，发现这些催化剂能高效催化富氢化合物产氢和硝基芳香化合物串联加氢反应。其部分研究发表于美国化学会ACS Appl Mater Interfaces、Ind Eng Chem Res （“化工三大刊”之一）、ACS Appl Nano Mater和Elsevier出版社Surf Interfaces、Int J Hydrogen Energ、Appl Catal A: Gen、Colloid Surface A以及英国皇家化学会React Chem Eng、New J Chem等学术期刊。
传统催化加氢催化剂制备多采用氢气或化学还原剂还原金属离子为活性金属原子，对于有机-无机杂化材料而言还需采用化学自由基引发剂引发聚合包覆，具有潜在的安全及环境风险。高能射线具有还原金属离子和引发聚合的能力，蒋维东课题组与四川省原子能研究院合作，利用高能辐照策略实现了系列高效多相催化剂的制备，并系统考察了它们在催化产氢、催化加氢反应中的反应性，并取得阶段性成果（Int J Hydrogen Energ, 2023, 48, 27710-27725；Surf Interfaces, 2024, 46, 104042）。研究发现，γ-射线辐照可同步实现活性金属离子的还原和有机单体的聚合，所制备催化剂表现出优异的活性和选择性，辐照剂量对催化剂活性有着直接影响。本研究得到四川省自然科学基金面上项目的资金支持（项目编号：2022NSFSC0299）。
所制备辐照无机杂化催化剂CuCo2O4/CuO表现出较好的催化富氢化合物氨硼烷（AB）水解产氢活性，在温和条件下可获得超过856.3 mL min-1gcat-1的产氢速率（HGR），温和条件下即可通过氢溢流途径串联催化加氢硝基还原为氨基，获得超过99%的产物收率。且对多种双官能团芳香硝基化合物可高选择性实现硝基还原，而保留另一官能团。对照实验证实，CuCo2O4/CuO样品中两种组分间可通过协同作用提升催化活性（Int J Hydrogen Energ, 2023, 48, 27710-27725）。
另一辐照制备的磁热双重响应的有机无机杂化催化剂PdCu/FSP在AB为氢源下实现了系列卤代芳香硝基化合物的高效串联加氢还原，在室温、5min中内即可获得100%收率的加氢产物间氯苯胺（m-CAN），且对易加氢脱卤的溴代硝基苯而言亦可获得84%以上收率的较高附加值的溴代苯胺（m-BAN）。同时，该催化可便利地进行磁分离，且因其有机包覆层具有温度响应性，反应体系温度从25℃升至40℃，磁分离时间从300s缩短至90s，大大缩短了催化剂磁分离时间，利于催化剂循环利用和降低综合生产成本（Surf Interfaces, 2024, 46, 104042）。
利用高能辐照策略可规避传统多相催化剂制备中的部分缺陷，同时辐照可实现催化剂组成和形貌调变，课题组已着手利用高能辐照对有机载体进行微观结构的调控，进而研究其与活性金属间作用细微变化以致其对催化剂宏观活性的影响，提升其活性、循环性、稳定性，为不饱和化合物催化加氢领域提供有价值的参考。
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