北京时候7月12日，Science（《科学》杂志）在线颁发了武汉年夜学高档研究院、化学与份子科学学院雷爱文传授团队关在交换电合成化学的最新研究论文，题为“Programmed alternating current optimization of Cu-catalyzed C-H bond transformations”（法式化交换电优化铜催化C-H键转化反映）。武汉年夜学高档研究院特聘副研究员曾力、化学开博体育与份子科学学院博士生杨庆红、高档研究院硕士王建兴为论文的配合第一作者，雷爱文传授为独一通信作者，武汉年夜学为第一签名单元。

▲从左至右：杨庆红，雷爱文，曾力，王建兴和易红

合成电化学新手艺是国际纯洁与利用化学结合会（IUPAC）评定的2023年度化学范畴十年夜新兴手艺之一。由于其具有绿色、平安和低能耗的特征，合成电化学新手艺将有望成长成为新质出产力，用在解决当前基在化石能源驱动的现行出产力发生的情况污染、平安出产风险和高能耗问题。这类新兴合成手艺首要以直流电(DC)作为驱动力，并经由过程调理电流或电压节制化学反映进程。交换电(AC)具有极性反转和周期性波动的特点，而且具有如波形、频率、占空比等更多可调理电学参数的优势，为实现精准物资制造供给“无穷潜力”。但是，更多维度的电学参数引入电化学合成反映中会致使可优化的反映前提呈指数级增添，极年夜增添了研究难度。是以至今为止交换电合成手艺依然处在萌芽阶段，唯一数例简单利用研究见诸报导。

雷爱文传授团队耕作绿色合成化学跨越15年，本项研究初创开辟了可编程波形交换电(pAC)合成手艺，实现了铜催化的放氢气氧化交叉偶联反映。经由过程对交换电波形的电学参数（频率、电流和占空比）进行法式编纂可获得定制化的交换电旌旗灯号。分歧编纂模式的电旌旗灯号不但增进了电解前提下铜催化剂轮回再生，并且别离精准调控铜催化剂构成“铜连系碳自由基物种”和“碳-铜活性物种”。别的，雷爱文传授团队开辟了原位电子顺磁共振波谱-交换电解联用表征手艺，初次不雅测到分歧交换电旌旗灯号动态调控铜催化物种活性的转变纪律。基在可编程交换电合成手艺，研究团队成功实现了铜催化活化烷烃直接碳氢键氧化偶联反映和氧化双官能团化反映，而这两类反映在传统氧化剂前提和直流电氧化前提下均表示出较差的反映性。

此项研究实现了交换电解情况下金属催化物种精准调控，解决了电合成前提下过渡金属催化剂轻易在阴极析出掉活而必需用分手池的问题。此项研究为一体式电解池前提下，金属催化耦合电催化成长新型合成反映供给可行路径。可编程波形交换电合成手艺的呈现，将为合成电化学新手艺在绿色物资制造等更普遍利用范畴供给极年夜助力，为化学化工绿色化，智能化和高端化供给新的动能。

雷爱文传授提倡成立高档研究院“光电纳米催化中间”这一多学科的科研平台，接踵在光催化，电催化，光电协同催化和纳米催化范畴获得研究功效。据悉，雷爱文传授深耕绿色氧化偶联十五载，迄今为止颁发论文500余篇，在Science、Nature Chem. (2篇)、Nature Catal. (3篇)、Nature Synth. (3篇)、Nat. Commun. (19篇)、JACS (33篇)、ACIE (50篇)、Chem (3篇)、Chem. Rev.(5篇)、Chem. Soc. Rev.(3篇)、Acc. Chem. Res.(2篇) 等影响因子年夜在12的杂志上颁发论文140余篇，总被援用超37000余次，H 因子为106。2016-2024年持续入选Thomson Reuters和Elsevier的全球“高被引科学家”。

据悉，该工作获得了国度天然科学基金重点项目，国度重点研发打算项目、武汉市科学基金和中国博士后立异人材撑持打算等基金的撑持。

文章链接：

https://www.science.org/doi/10.1126/science.ado0875

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