單原子金屬氮碳（M-N-C）催化劑引起了廣泛的關(guān)注，然而原子分散的金屬磷碳（M-P-C）催化劑設(shè)計和應(yīng)用并未見報道。盡管研究者開發(fā)了分子金屬膦配合物，但其存在價格昂貴、催化劑不能回收利用，有毒有害的金屬和磷的污染等問題。而開發(fā)一種新的原子分散的金屬磷碳（M-P-C）催化劑，可以很好的解決上述均相金屬膦配合物存在的問題，同時也推動了多相催化與配位化學(xué)的跨學(xué)科結(jié)合。

本文制備了一種P摻雜碳材料配位的鐵單原子催化劑，并且相比于N摻雜雜的單原子Fe催化劑，此催化劑對于氫化反應(yīng)（例如N雜環(huán)的氫化，醛/酮的還原胺化以及硝基還原）展現(xiàn)出了更好的性能。此催化劑分別以蔗糖、植酸以及這些化合物中含有的Fe雜質(zhì)為C源、P源和Fe源，以SiO₂為模板，在700-1100 °C的溫度下進(jìn)行碳化，經(jīng)過氫氟酸酸洗后得到多孔碳催化劑。通過表征證明，Fe單原子周圍有4個P原子和一個O₂分子配位，為O₂-Fe-P₄的結(jié)構(gòu)。通過氫氣還原后原位生成Fe-P₄位點，其對不飽和官能團(tuán)的加氫具有高活性。在相同條件下Fe-N₄對于這些反應(yīng)無活性，這表明P原子對Fe的催化性能具有重要影響。

催化劑中的P有PO_x和石墨P(P_grap)兩種形式，其中P_grap在氫化反應(yīng)中起到重要作用。用氫氣處理Fe-P900-PCC后，PO_x含量減低，但是其催化活性與Fe-P900-PCC相似。另外，P_grap的含量為Fe-P900-PCC-H > Fe-P1100-PCC > Fe-P1000-PCC>Fe-P900-PCC > Fe-P800-PCC，這與喹喔啉氫化反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率一致。XPS表明，較高的碳化溫度將促使更多的P原子插入石墨的骨架中，從而形成較高百分比的P_grap結(jié)構(gòu)。