近日，我院劉旭坡,、陳野副教授等在國際頂尖化學學術(shù)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,。劉旭坡副教授為本文的第一作者，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(zhì)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(zhì)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(zhuǎn)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(diào)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(gòu)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(zhì)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(zhì)子轉(zhuǎn)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(zhì)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）