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研究者首次提出利用二維金屬有機層狀材料（Metal-Organic Layers, MOLs）作為異相加氫催化劑載體，透過調控活性中心銠的電子結構，實現液相環境中高效仲氫誘導超極化（Parahydrogen-induced Hyperpolarization, PHIP），大幅提升核磁共振技術的靈敏度。相關成果發表於《國家科學評論》（National Science Review, NSR），廈門大學化學化工學院陳佳偉博士和電子科學與技術學院張琦為論文的共同第一作者，王忻昌副教授、陳忠教授、汪騁教授、田中群院士為共同通訊作者。
(a) 二維TPP-MOL結構，(b) 不同電子結構和配位數的膦配體與加氫活性中心Rh配位，並將它們負載於MOLs上用於PHIP。
核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance, NMR）在化學、生物、醫學成像等領域應用廣泛，但長期以來其低靈敏度限制了核磁的應用。核磁靈敏度由核自旋的極化水平決定，仲氫是一種高極化水平的氫氣分子，透過加氫反應可將仲氫的高極化水平“釋放”，大幅提升核磁靈敏度。異相加氫催化劑便於分離和回收，還可用於製備高靈敏磁共振造影劑，因此設計適合PHIP的異相加氫催化劑具有重要意義。
在強磁場內（11. 7 T）原位加氫得到的超極化及熱平衡核磁譜。TPP-MOL-Rh-dppb中Rh負載量分別為(a) 0.44 mol% (b) 0.30 mol% (c) 0.11 mol%；(d)不同Rh負載量下超極化訊號的增強倍數和氫核自旋的極化值。
針對這一關鍵性問題，該文采用二維MOL作為加氫催化劑載體，透過精確調控銠活性中心的配體環境，製備了一系列高效異相加氫催化劑。其中含二膦配體的TPP-MOL-Rh-dppb催化劑表現最強的訊號增強效果，溫和條件下（液相核磁中）催化苯乙炔加氫生成苯乙烯，加氫產物苯乙烯實現了超過2400倍的1H訊號增強，極化率達到了20%（理論極限為100%）。該文首次證實了二維MOL材料在製備面向PHIP的高效異相催化劑的效果，並揭示了配體性質對異相加氫催化劑效能的影響。相關成果不僅為異相催化劑的設計和最佳化提供了新思路，也為理解仲氫超極化反應機理打下基礎。
該工作得到國家自然科學基金、中央高校基本科研業務費專項基金專案等的資助。
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