2025年1月6日，山西大學(xué)楊恒權(quán)教授、逯宇軒副教授在國際頂級期刊Nature Synthesis發(fā)表題為《A Pickering-emulsion-droplet-integrated electrode for the continuous-flow electrosynthesis of oximes》的研究論文，Feifan Zhang、Qi-Yuan Fan、Yu-Cheng Huang為論文共同第一作者，楊恒權(quán)教授、逯宇軒副教授為論文共同通訊作者。

楊恒權(quán)，山西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院教授、綠色與仿生催化研究組組長、研究生院院長，國家杰青（2019）。1999年本科畢業(yè)于三峽大學(xué)，2001年和2004年獲得武漢大學(xué)的碩士（師從鄭穹教授）和博士學(xué)位（師從張高勇院士）。2004-2007年在中科院大連化學(xué)物理研究所從事博士后研究，師從李燦院士，2007年至今擔(dān)任山西大學(xué)的教授一職。

楊恒權(quán)教授長期從事綠色與仿生催化研究，致力于均相催化與生物催化、多相催化的交叉融合研究，解決精細(xì)化學(xué)品綠色合成關(guān)鍵科學(xué)與技術(shù)問題。在國際上率先提出了乳滴固定床催化概念，實(shí)現(xiàn)了均相催化劑酶的固定化及連續(xù)化使用，連續(xù)運(yùn)行長達(dá)4000小時(shí)。在Nature Catalysis、Nature Communications、JACS、Angew. Chem.等重要期刊發(fā)表了系列研究論文，先后被Nature、C&ENs作為亮點(diǎn)報(bào)道，激發(fā)和影響了國際乳液催化研究向應(yīng)用化方向發(fā)展。獲批授權(quán)發(fā)明專利10項(xiàng)。

逯宇軒，山西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院副教授。1996年生，2020年和2023年碩博畢業(yè)于湖南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，博士期間師從王雙印教授。2023年加入山西大學(xué)。

逯宇軒副教授在國際知名的SCI學(xué)術(shù)期刊上共發(fā)表論文40余篇，以第一作者/通訊作者的身份在Chem、Angew. Chem. Int. Ed、Adv. Mater.、ACS Catal.、CCS. Chem.、Sci. China Chem.、Chinese J. Catal、Nano Res.等學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表研究論文10余篇，ESI高被引論文4篇，封面論文1篇，所發(fā)表論文的引用次數(shù)超過2000次。

在這里，作者設(shè)計(jì)了一種皮克林乳液液滴集成電極，以促進(jìn)環(huán)己酮肟的連續(xù)流動電催化合成。

乳液液滴為電催化劑提供了理想的局部界面微環(huán)境，其特征是水分子的定向有序以及與環(huán)己酮的不完全界面氫鍵結(jié)合，從而提高了雙相肟化過程的效率。

此外，電極上形成的基于液滴的網(wǎng)絡(luò)建立了有效的電荷轉(zhuǎn)移通道，能夠在高工作電流密度下連續(xù)生產(chǎn)環(huán)己酮肟，并允許連續(xù)收集產(chǎn)物，而無需額外的破乳步驟。

作者的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的生產(chǎn)率（100?mA?cm^?2，0.78?mmol?h^?1?cm^?2）大約是之前催化劑報(bào)道的五倍，法拉第效率為83.8％，長期運(yùn)行穩(wěn)定性（100?h）和可擴(kuò)展性為合成10克環(huán)己酮肟，這使其具有工業(yè)應(yīng)用前景。

圖1：環(huán)己酮肟生產(chǎn)路徑的示意圖比較

圖2：使用皮克林乳液反應(yīng)系統(tǒng)驗(yàn)證環(huán)己酮肟的電合成

圖3：皮克林乳液系統(tǒng)的機(jī)理研究

圖4：使用皮克林乳液液滴電極的連續(xù)流環(huán)己酮肟生產(chǎn)

綜上，作者研究了一種基于皮克林乳液液滴的集成電極系統(tǒng)，用于連續(xù)流電合成環(huán)己酮肟。該系統(tǒng)通過在油水界面上形成高效的電催化微環(huán)境，顯著提高了反應(yīng)效率和法拉第效率，并實(shí)現(xiàn)了環(huán)己酮肟的連續(xù)生產(chǎn)，具有工業(yè)應(yīng)用的潛力。此外，該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念還可以擴(kuò)展到其他雙相反應(yīng)的電催化合成中，具有廣闊的應(yīng)用前景。

Zhang, F., Fan, QY., Huang, YC.et al.?A Pickering-emulsion-droplet-integrated electrode for the continuous-flow electrosynthesis of oximes.?Nat. Synth?(2025).