催化剂在化学转化中扮演重要角色。据统计，超过90%的化学品在生产过程中都涉及至少一步催化反应。在此背景下，揭示催化剂的构效关系，将为催化体系优化与新反应设计提供重要理论支撑。近年来，“单原子催化剂”（Single-atom Catalysts）凭借其高金属原子利用率，准均相的配位结构，为多相催化领域带来了全新机遇。在单原子催化剂中，配位环境对金属位点的电子结构与几何构型具有重要影响。然而，金属中心与配位原子之间的协同催化作用目前仍未得到充分探索。论文作者以Pd(II)-N4单原子位点光催化的炔烃半氢化反应为模型，阐明了金属原子与配位原子间的协同催化作用，证实H-PdN-H为关键活性物种，并对氢化反应的专一立体选择性与化学选择性提供合理解释。同时，在底物拓展的所有案例中，产物仅为Z式烯烃，未检测到E式烯烃或烷烃，这可大幅度降低产物提纯的难度与成本。本研究为单原子催化剂的催化机制认识提供了新的见解。

在单原子催化体系中，配位环境对单原子金属位点的电子结构与几何构型具有重要影响。然而，金属位点中心与配位原子之间的协同催化作用目前仍未得到充分探索。论文作者从均相Pincer催化剂结构中获取灵感，通过光致配体交换策略在氮化碳表面构建了Pd(II)-N4单原子位点，发现在光照条件下，Pd-N可转变为H-Pd···N-H活性位点。其中，Pd-H可与炔烃发生插入反应，而相邻的N-H基团可通过分子内质子转移产生烯烃产物。H-Pd···N-H位点的金属-配体协同催化，可降低Z式烯烃生成的能垒，使产物具有专一的立体选择性。此外，H-Pd···N-H位点对炔烃的吸附能力强于对烯烃的吸附能力，从而有效抑制了烯烃过度氢化的副反应。