在多相催化反应中，气液固三相催化反应占据非常重要的一部分。然而，目前涉及到气体反应物的反应方式本质上还是液固两相反应，即气体反应物通过溶解到液相中参与反应。由于气体在溶液中溶解度通常比较低，因此常常采用高压反应，提高气体反应物浓度。然而增加气体压力，一方面在设备成本和操作安全性等方面均有较大的弊端，另一方面在一些选择性催化反应中，会造成选择性下降。因此，如何提高气体在催化剂表面的浓度，实现温和条件下的气液固三相催化反应是有待突破的瓶颈之一。

在前期工作中，宋卫国和曹昌燕团队及理化技术研究所江雷院士等，将气体浸润性引入气液固三相催化反应中，通过催化剂表面性质调控，使气体在催化剂表面快速浸润，增加气体在催化剂表面浓度，在常压下即可达到液相中高压下的浓度，实现了温和反应条件下的多相催化反应。然而，传统的催化剂表面超亲气改性多采取有机官能团修饰，一方面会覆盖部分活性中心；另一方面，这些有机小分子化学惰性，对活性中心没有调制作用。

近日，他们和合作者李玉良院士、何峰等人报道，利用石墨炔本征的全碳结构疏水性和丰富的炔键，石墨炔可以用作催化剂浸润性和活性中心电子结构调节剂，从而进一步提升气液固三相催化加氢反应性能。在镶嵌有Pd纳米粒子的介孔SiO₂孔道内(Pd@mSiO₂)，原位负载一定量石墨炔纳米球后(GDY/Pd@mSiO₂)，孔道内由亲水疏气转变为疏水超亲气。通过接触角、荧光素标记和冷冻扫描电镜等手段，从宏观和微观层次证实了石墨炔对孔道内浸润性的调节作用。以水为溶剂时，未经改性的Pd@mSiO₂表面被水完全浸润，氢气只能以溶解形式参与反应；而对GDY/Pd@mSiO₂，孔道被氢气占满，水分子不能进入孔道内，从而显著提高了Pd纳米粒子表面氢气浓度。此外，由于石墨炔丰富的炔键，与金属间强的d-π相互作用，改变了Pd纳米粒子的电子结构。上述二者共同作用，使得石墨炔改性后的GDY/Pd@mSiO₂催化剂在水相的苯甲醛加氢和对氯苯酚的加氢脱氯反应中，活性均得到较大提升。该研究结果表明，石墨炔在催化中具有独特能力，结合活性中心电子结构和浸润性调控，可以大幅度提升气液固三相界面催化反应效率。