近日,，我校材料科學與工程學院劉旭坡、陳野副教授等在國際頂尖化學學術期刊Angewandte Chemie-International Edition（《德國應用化學》）發(fā)表了題為“Ligand-Hybridization Activates Lattice-Hydroxyl-Groups of NiCo(OH)x Nanowires for Efficient Electrosynthesis”的研究論文,。材料學院劉旭坡副教授為本文的第一作者,，材料學院陳野副教授、華中科技大學王得麗教授為共同通訊作者,，河南師范大學為第一作者單位,。該研究得到國家自然科學基金項目、河南省科技攻關項目的支持,。

利用廣泛存在且具備可再生特性的生物質資源作為原料,，合成高附加值化學品，正展現(xiàn)出廣闊的發(fā)展前景,。2,5-呋喃二甲酸（FDCA）作為一種核心的生物基平臺化合物,，有望取代石油基單體對苯二甲酸合成可降解聚酯等材料。電催化氧化5-羥甲基糠醛（HMF）是制備FDCA的一種重要途徑,，開發(fā)高效的電催化材料非常必要,。然而，在電催化氧化HMF進程中,，一個顯著挑戰(zhàn)在于電催化劑的晶格羥基脫氫反應速率遲緩,，直接導致了高價金屬活性位點難以生成，從而嚴重制約了整個電氧化過程的效率,。前期探究表明,，通過向催化劑中巧妙引入配體，能夠顯著促進有機－無機雜化界面上的電子重排,，促進高價金屬活性物質形成,。盡管如此，在有機－無機雜化表面上,，有機配體與鄰近金屬位點之間復雜的電荷轉移和再分配過程,，目前仍存在認知上的模糊地帶,，并且有機配體促進高價金屬活性位點形成的活化機制尚不完全明晰。

針對上述問題,，劉旭坡,、陳野副教授團隊提出了一種配體誘導晶格羥基活化策略，基于雜化界面電荷重排來調控電氧化HMF活性位點形成,，顯著提高了催化劑的電氧化HMF性能,。通過水熱法構建了苯甲酸配體雜化NiCo(OH)x納米線催化劑，苯甲酸配體的強吸電子能力有效促進了缺電子Ni/Co位點產(chǎn)生,，導致晶格羥基上的O-H鍵強度減弱,。電化學分析和原位拉曼光譜表明，這種減弱的O-H鍵強度有利于晶格羥基的電化學活化和脫氫（M2+-O-H → M3+-O）,，從而產(chǎn)生高價Ni/Co活性位點,。此外，鎳/鈷位點之間的協(xié)同作用能夠同時加速HMF中羥基和醛基氧化,。DFT計算也表明,，發(fā)生脫氫反應的質子容易與苯甲酸配體中的羰基形成“氫橋”，從而加速電氧化HMF進程中的質子轉移,。最后,，通過在NiCo(OH)x中引入苯酚、苯磺酸和苯基亞膦酸配體,，驗證了配體誘導晶格羥基活化策略的普適性,。這一成果是我校在生物質電合成催化劑研究領域取得的又一重要進展，有望為高效電催化劑設計提供有益指導,。

論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202408109

（材料科學與工程學院 劉旭坡 陳 野 科技處 魏 然）