近日，我院仲兆祥教授与郑建忠教授在磁驱动微纳米机器人高效催化还原硝基芳烃方面取得重要进展，相关成果以“Magnetotactic Micro-Nanorobots for Highly Efficient Nitroaromatic Conversion”为题发表在期刊Advanced Functional Materials 《先进功能材料》（影响因子：19.0）。我院研究生段鹏俊为第一作者，仲兆祥教授与郑建忠教授为共同通讯作者。

芳香胺类化合物（如苯胺及其衍生物）是医药、染料和高分子材料等精细化工产业链的关键基础中间体。目前，工业上主要通过硝基苯的催化加氢还原制备苯胺，这是将基础有机原料转化为高附加值化学品的重要环节。然而，现有工艺普遍依赖贵金属催化剂，并需在较高温度和高压氢气条件下进行，不仅能耗高、安全风险大、成本昂贵，也难以满足绿色低碳发展的要求。因此，开发兼具高活性、经济性和环境友好性的新型催化体系，已成为精细化工领域亟待突破的关键科学与技术难题。

针对这一难题，本论文通过外部磁场引导自组装，制备了Fe₃O₄@COF纳米链的磁性微纳米机器人（Fe₃O₄@COF-Au MNRs）。在外加旋转磁场驱动下，微纳米机器人在水相中实现精确可控的自旋和定向运动，产生局部微涡流和微流场，显著强化了反应界面的物质传递。研究表明，该体系在常温常压下实现高效催化硝基芳烃的高选择性加氢，TOF高可达53,203 h^-1，这是迄今为止报道非均相催化剂中最高的催化性能。在12种含不同官能团的硝基芳香化合物还原中，该纳米机器人均能在30分钟内实现超过99.9%的选择性，经过5个循环的连续催化反应其活性与选择性基本不变。该工作提出了一种将磁场精确操控的微纳米机器人与有机转化反应相耦合的新策略，为发展温和条件下的高效绿色催化体系及智能化微反应器技术提供了重要参考。

该工作得到了国家自然科学基金等项目的资助。

原文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202516272

作者：环境科学与工程学院   审核：张雪英