天津大学JACS：Cuδ+增强吸附和冠醚重构界面D2O促进电催化脱卤氘代
学术
2025-02-03 17:11
山东
电催化脱卤氘代反应是符合可持续发展要求的精确氘代方法，但是通常由于需要较高的过电势以及产生严重的生成D2副反应（DER, D2 evolution reaction），导致电催化脱卤氘代反应的受到阻碍。有鉴于此，天津大学张兵教授、高莹等通过Cuδ+位点调控吸附以及冠醚调控界面D2O分子，因此实现了协同效应，增强电催化脱卤氘代反应，在100 mA cm-2电流密度的法拉第效率达到84 %。要点1. Cuδ+位点增强的芳基碘分子吸附，促进界面传质，因此加快脱卤氘代反应的催化反应动力学。冠醚分子影响K·D2O的水化，因此导致界面D2O的氢键重构，降低双电层之内的K·D2O，阻碍D2O和阴极之间的相互作用，阻碍竞争性的DER反应。要点2. 在冠醚分子尺寸和碱金属阳离子之间建立线性关系，能够用于增强法拉第效率。这种方法适用于各种卤化物的氘代反应，对容易还原的官能团兼容，能够改善100 mA cm-2电流密度的法拉第效率。
Meng He, Haotian Wang, Chuanqi Cheng, Rui Li, Cuibo Liu, Ying Gao*, and Bin Zhang*, Cuδ+ Site-Enhanced Adsorption and Crown Ether-Reconfigured Interfacial D2O Promote Electrocatalytic Dehalogenative Deuteration, J. Am. Chem. Soc. 2025DOI: 10.1021/jacs.4c17432https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c17432
