在化學(xué)工業(yè)的原料制中，造選擇性氧化合成腈至關(guān)重要。目前的策略通常涉及在氨氧化/氧化條件下用有毒氰化物代替鹵代烷或使用強(qiáng)氧化劑（氧氣或過氧化物），這在能源效率、可持續(xù)性和生產(chǎn)安全方面提出了巨大的挑戰(zhàn)。

基于此，南京大學(xué)丁夢(mèng)寧教授和美國加州理工學(xué)院William A. Goddard, III（共同通訊作者）等人報(bào)道了一種簡(jiǎn)單、綠色、安全的電催化途徑，在環(huán)境條件下通過金屬摻雜的α-Ni(OH)₂（一種典型的OER催化劑）上的陽極水氧化，選擇性地氧化胺生成腈。

通過控制胺分子的共吸附與催化劑表面羥基之間的平衡，作者發(fā)現(xiàn)Mn摻雜在胺電催化氧化中最有效，在 1.40 V vs. RHE電壓下，胺的完全轉(zhuǎn)化具有高選擇性，并具有≥99%的轉(zhuǎn)化率和法拉第效率（FE）超過96%。這種方法在室溫和環(huán)境壓力下操作，不使用強(qiáng)化學(xué)氧化劑，因此為腈類生產(chǎn)提供了一種可持續(xù)的方法。

此外，作者還系統(tǒng)地進(jìn)行了機(jī)理和理論研究，以闡明反應(yīng)機(jī)理。Mn摻雜促進(jìn)胺在γ-NiOOH中間體上的吸附，同時(shí)保持足夠的活性氧化中間體在相鄰Ni位點(diǎn)上的吸附能力，從而促進(jìn)雙分子相互作用的陽極效率。在這種情況下，需要考慮兩個(gè)參與者（有機(jī)物質(zhì)和OER中間體）的吸附能的聯(lián)合作用來評(píng)估催化劑效率。該結(jié)論為未來設(shè)計(jì)使用OER相關(guān)氧源的陽極有機(jī)氧化系統(tǒng)提供了有效的指導(dǎo)。

Highly Selective Electrocatalytic Oxidation of Amines to Nitriles Assisted by Water Oxidation on Metal-Doped α-Ni(OH)₂. J. Am. Chem. Soc., 2022, DOI: 10.1021/jacs.2c05403.

https://doi.org/10.1021/jacs.2c05403.