炔烃选择性半氢化反应是石油工业中去除微量乙炔制乙烯的理想策略。由于炔烃的活性过高，在炔烃转化率和烯烃选择性之间存在不平衡。除此之外，炔烃上的取代基如何影响催化加氢尚不清楚。因此，了解和设计催化剂的表面/次表面对于调节催化剂的性能至关重要。

最近研究表明，通过设计由多种元素组成的高熵金属间化合物(HEI)，利用鸡尾酒效应调整多个活性位点在催化炔烃转化方面具有巨大潜力。但是，由于HEI纳米晶体的三维(3D)原子结构，特别是表面/亚表面化学顺序很少被研究；其次，在高温下制备HEI所必需的无序(即固溶体-金属间化合物)相变，以及HEI多金属间的相互作用相当复杂。因此，理解HEI的表面/亚表面结构与其催化性能之间的关系仍存在挑战。

近日，南方科技大学杨烽和北京大学周继寒等利用原子分辨电子层析技术测定了五元PdFeCoNiCu(PdM) HEI的三维原子结构，揭示了HEI的局部化学顺序调节了表面电子结构，进一步介导了烷基取代依赖的炔烃半氢化反应。HEI PdM纳米晶的三维结构特征是有序的(金属间)核心被无序的(固溶体)壳层包围，而不是有序的表面；核壳之间的晶格失配导致了明显的近表面畸变。金属间化合物的化学顺序随着退火温度的升高而增加，从而驱动了表面Pd和M之间的电子重分布，但表面几何形状和组成基本不变。

研究人员利用炔烃(包括两类非烷基和烷基取代的炔烃)为模型反应进行了半加氢反应。对于高有序和低有序的PdM，显示出不同的催化性能。结合催化性能和CV结果，研究人员总结了吸附强度的两个规律：1.烷基取代抑制炔烃在低序和高序PdM催化剂上的吸附；2.低序PdM显示出比高序PdM更强的炔烃吸附，因此具有更高的活性。对于非烷基取代的炔烃，低序的PdM催化剂显示出显着的强吸附，导致过氢化；而高度有序的PdM显示出适当的吸附强度，从而导致半氢化。

总的来说，该项工作研究了表面原子结构对催化性能的影响，有助于处理关于HEI催化剂的几何和/或电子效应的争论，并启发未来关于调整局部化学秩序和表面工程以增强催化剂的研究。

Unveiling atomic-scaled local chemical order of high-entropy intermetallic catalyst for alkyl-substitution-dependent alkyne semihydrogenation. Journal of the American Chemical Society, 2024. DOI: 10.1021/jacs.4c05295