​南大/加州理工JACS：Mn掺杂α-Ni(OH)2高选择性电催化胺为腈

在化学工业的原料制中，造选择性氧化合成腈至关重要。目前的策略通常涉及在氨氧化/氧化条件下用有毒氰化物代替卤代烷或使用强氧化剂（氧气或过氧化物），这在能源效率、可持续性和生产安全方面提出了巨大的挑战。

基于此，南京大学丁梦宁教授和美国加州理工学院William A. Goddard, III（共同通讯作者）等人报道了一种简单、绿色、安全的电催化途径，在环境条件下通过金属掺杂的α-Ni(OH)₂（一种典型的OER催化剂）上的阳极水氧化，选择性地氧化胺生成腈。

通过控制胺分子的共吸附与催化剂表面羟基之间的平衡，作者发现Mn掺杂在胺电催化氧化中最有效，在 1.40 V vs. RHE电压下，胺的完全转化具有高选择性，并具有≥99%的转化率和法拉第效率（FE）超过96%。这种方法在室温和环境压力下操作，不使用强化学氧化剂，因此为腈类生产提供了一种可持续的方法。

此外，作者还系统地进行了机理和理论研究，以阐明反应机理。Mn掺杂促进胺在γ-NiOOH中间体上的吸附，同时保持足够的活性氧化中间体在相邻Ni位点上的吸附能力，从而促进双分子相互作用的阳极效率。在这种情况下，需要考虑两个参与者（有机物质和OER中间体）的吸附能的联合作用来评估催化剂效率。该结论为未来设计使用OER相关氧源的阳极有机氧化系统提供了有效的指导。

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.