选择性氧化合成腈是化工原料生产中的关键技术。目前的策略通常包括用有毒的氰化物取代卤代烃，或在氨氧化/氧化条件下使用强氧化剂(氧或过氧化氢)，这对能源效率、可持续性和生产安全构成了极大挑战。
近日，加州理工学院William A. Goddard, III，南京大学Mengning Ding系统地探索了一系列过渡金属掺杂的α-Ni(OH)2（典型的OER催化剂家族）在苄胺电催化氧化制腈中的应用，发现了与OER相比不同的趋势。
文章要点
1）结果表明，Mn掺杂对胺的电催化氧化最有效，在1.40 V（vs.RHE）时，实现胺的完全转化，具有很高的丁腈选择性（>96%FE）。这种方法在室温和常压下运行，不使用强烈的化学氧化剂，因此为丁腈生产提供了一种可持续的方法。
2）研究人员系统地进行了机理和理论研究，以阐明反应机理。Mn掺杂促进了胺在γ-NiOOH中间体上的吸附，同时保持了活性含氧中间体在相邻Ni位点上的吸附能力，从而促进了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(有机物和OER中间体)的吸附能量的综合作用来评估催化剂的效率。
这一研究为今后采用OER相关氧源的阳极有机氧化系统的设计提供了有效的指导。
参考文献
Yuxia Sun, et al, 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
