二氧化碳还原反应（CO₂RR），特别是电化学方法，用于生产含碳燃料，被认为是一种可行的储存能量和实现二氧化碳中性碳管理的方法。除了CO₂RR外，工业上大量存在热力学稳定的E-O键，对其他重要的重非金属氧物种（如SiO₂、磷化膦氧化物、SO₂)的良性电化学还原也有强烈的需求。

近日，德国柏林工业大学Matthias Driess综述了具有强E-O键的硅，磷和硫氧代化合物成功脱氧的电化学方法及其实用意义。

文章要点

1）硅、磷和硫氧化合物的能量强脱氧具有特别重要的技术意义，是生产重要分子和功能材料的主要原料之一。元素硅、磷(P₄)和硫(S₈)从天然矿物(如硅酸盐、磷酸盐、硫酸盐)中的释放遵循能量密集型化学路线。因此，已建立的使这些氧前体脱氧的化学还原路线会产生大量的试剂废物，或者，在矿物碳热处理的情况下，会产生大量的二氧化碳。相反，为E-O化合物的选择性脱氧开发的电化学策略仍然是一种可行的替代方案，由可再生电力驱动，而不是化石能源。

2）与化学路线相比，电化学方法的主要优点在于通过微妙地选择合适的电化学条件、物质、外加电位/电流、电池设置和避免强化学还原剂和废物来控制产品的选择性。为克服化学还原途径的缺点提供了有希望的解决方案。

3）虽然单一反应的改善一直是化学家们值得追求的目标，但设计一个包含不同底物的多个转化步骤的高效反应网络就更加令人期待和具有挑战性。通过专门的电化学技术选择性脱氧以再生三苯基膦(TPP)，并将其扩展到系统方法中设计Wittig烯化反应(WOR)方案，其中所有相关的多步反应都组合在一个锅中，可以用于启发其他非金属氧化物系统领域相关循环化学过程的发展。

Biswarup Chakraborty, et al, Beyond CO₂ Reduction: Vistas on Electrochemical Reduction of Heavy Nonmetal Oxides with Very Strong E-O Bonds (E = Si, P, S), J. Am. Chem. Soc., 2020

DOI: 10.1021/jacs.0c05862

https://doi.org/10.1021/jacs.0c05862