综述：不同维度碳基纳米材料催化芳香硝基化合物的选择性加氢反应：从0D到3D

这篇综述系统总结了碳基纳米材料（0D-3D）在芳香硝基化合物选择性加氢反应中的应用，重点探讨了贵金属（如Ru、Pd NP）与非贵金属（如Co、Fe NP）活性位点的作用机制，以及碳量子点（CD）、碳纳米管（CNT）、石墨烯等材料的电子转移（sp2/sp3杂化）和维度效应，为绿色合成高附加值苯胺类化合物提供了催化系统设计策略。

　　

不同维度碳基纳米材料与修饰策略

碳材料从零维（0D）富勒烯（C₆₀）到三维（3D）碳气凝胶，其sp²/sp³杂化状态和孔隙结构直接影响催化性能。例如，氮掺杂碳纳米管（N-CNT）通过电荷重分布增强金属纳米颗粒（NP）的电子转移效率，而石墨烯的二维平面结构可优化氢溢流路径。

贵金属修饰碳材料的催化机制

0D材料：Ru-C₆₀体系中，C₆₀作为电子受体提升Ru NP对硝基的选择性吸附。1D材料：Pd/CNT通过限域效应抑制副反应，转化率可达99%。2D材料：石墨烯负载Pd-Fe合金NP时，Fe³⁺调控Pd电子态，加速H₂解离。3D材料：碳凝胶固定Au NP后，介孔结构促进底物扩散，TOF值提升5倍。

非贵金属体系的突破

钴纳米颗粒（Co NP）嵌入N-CNT内腔时，电子从Co(0)向碳骨架转移（0.05 e），协同N缺陷位点实现硝基苯转化率>95%。铁单原子催化剂（Fe SAC）在碳纳米纤维（CNF）上形成Fe-N₄位点，选择性达98%。

无金属碳材料的独特作用

富勒烯阴离子C₆₀^?在紫外光下通过电子储存-释放机制催化加氢，活性较中性C₆₀提高3倍。

总结与展望

未来需结合原位表征技术解析碳材料缺陷位点与金属的协同机制，并开发低成本、可再生的三维碳载体。绿色溶剂（如超临界CO₂）与碳催化剂的联用是可持续合成的重要方向。