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記(ji)者7月14日從武漢大(da)學(xue)(xue)獲(huo)悉，該校高等研究(jiu)院、化(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)與分(fen)子科學(xue)(xue)學(xue)(xue)院雷愛文(wen)教授團隊(dui)實現(xian)了交(jiao)流電(dian)解環(huan)境下金屬(shu)催(cui)化(hua)(hua)(hua)物(wu)種精準調控，解決了電(dian)合成條件下過(guo)渡金屬(shu)催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑容(rong)易在陰極析出失活而(er)必須(xu)用分(fen)離池的(de)科學(xue)(xue)難題(ti)。該研究(jiu)成果近(jin)日以“程序化(hua)(hua)(hua)交(jiao)流電(dian)優化(hua)(hua)(hua)銅催(cui)化(hua)(hua)(hua)C-H鍵(jian)轉化(hua)(hua)(hua)反應(ying)”為題(ti)在線發表在國際學(xue)(xue)術期刊《科學(xue)(xue)》上。
論文通訊作者雷愛(ai)文教(jiao)授介紹，電合成化學(xue)新(xin)技術(shu)具(ju)備(bei)綠(lv)色、安全和(he)低(di)能(neng)(neng)耗(hao)等(deng)特性，有望解(jie)決化石能(neng)(neng)源利用過程中(zhong)帶來(lai)的(de)環境污(wu)染、安全生產風險和(he)高能(neng)(neng)耗(hao)等(deng)問題(ti)。目前，這種(zhong)新(xin)興合成技術(shu)主要以直流電作為(wei)(wei)驅動力(li)，并通過調節電流或者電壓控制化學(xue)反(fan)應過程。相比之下(xia)，交流電具(ju)有極(ji)性反(fan)轉和(he)周期(qi)性波動的(de)特點，具(ju)備(bei)更多可調節電學(xue)參數，為(wei)(wei)改進電合成過程提供更多可能(neng)(neng)。
雷愛(ai)文(wen)介紹，研(yan)究團(tuan)隊(dui)開(kai)發了一種(zhong)可編程波形(xing)交(jiao)(jiao)流電(dian)合成技術(pAC)，通過對交(jiao)(jiao)流電(dian)的(de)相關電(dian)學參數進行(xing)程序編輯，可得到(dao)定制(zhi)化(hua)(hua)的(de)交(jiao)(jiao)流電(dian)信號(hao)，不(bu)(bu)同(tong)編輯模式的(de)交(jiao)(jiao)流電(dian)信號(hao)不(bu)(bu)僅促進了電(dian)解條件(jian)下銅(tong)催化(hua)(hua)劑(ji)(ji)循環再生，還可分別精準調控銅(tong)催化(hua)(hua)劑(ji)(ji)形(xing)成“銅(tong)結(jie)合碳自由基(ji)物種(zhong)”和(he)“碳-銅(tong)活(huo)性(xing)物種(zhong)”。研(yan)究團(tuan)隊(dui)還觀測(ce)到(dao)不(bu)(bu)同(tong)交(jiao)(jiao)流電(dian)信號(hao)動態調控銅(tong)催化(hua)(hua)物種(zhong)活(huo)性(xing)的(de)變化(hua)(hua)規律。
圖(tu)為可編(bian)程(cheng)波形交流電合(he)成技術演示圖(tu)。(研究團隊供圖(tu))
據(ju)介紹，可編程波形(xing)交流電合成(cheng)技術的出(chu)現，將(jiang)為電合成(cheng)化(hua)學(xue)新(xin)技術在綠(lv)色(se)制造等領域更廣泛應用提供(gong)助力，為化(hua)學(xue)化(hua)工(gong)綠(lv)色(se)化(hua)、智(zhi)能化(hua)和(he)高端化(hua)提供(gong)新(xin)的動能。
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