加氢是有机合成中最重要的反应之一，其工业应用范围从精细化学品工程到医药制造。然而，现有的加氢过程需要高温高压、昂贵复杂的设备以及高压氢气作为氢源。考虑到在化工生产中以高效和安全的工艺的最终目标，应当解决目前加氢过程所面临的苛刻反应条件。光催化的机理使其有着能够在常温常压下实现氢化转化的潜力，但水作为最终理想的绿色氢源很少被学者研究，因为水分子分解存在着很高的能垒。尽管研究者们报道了少许关于以水为氢源光催化转移加氢的工作，但仍然存在两个关键性问题：1）以水为氢源的反应机理未得到充分的证实；2）反应活性有着提高的潜力。基于此，南京林业大学陈祖鹏、荆宇教授、瑞士苏黎世联邦理工学院Javier Pérez-Ramírez教授，制备了一种负载在氮化碳上的钯单原子（Pd1-mpg-C₃N₄）非均相催化剂，在以水为氢源光催化转移氢化反应中，其表现出优异的催化活性。为探究氢源的来源，本文结合同位素标记实验和原位核磁共振技术证实在反应过程中水被光解产生氢活性物种进而用于不饱和键的加氢。DFT计算表明Pd1-mpg-C₃N₄的高催化性能归因于该催化剂能够降低加氢能垒、促进产物脱附并且加速氢质子从水中的补充。这一发现强调了单原子光催化剂用于低成本和环境友好的{attr}3224{/attr}合成的潜力，并且该策略具有普适性，可用于各类不饱和键的转移加氢（C=C、C=O、N=O），有望实现林木有关的生物质化合物的氢化转化。

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