记(ji)者7月14日从武汉大学获悉，该校高等研究院、化学与分子科学学院雷爱文教授团队(dui)实现了交流电解(jie)环境下金属催化物(wu)种精准调控，解(jie)决了电合成(cheng)条件下过渡金属催化剂容易在阴极析出失活(huo)而必(bi)须用分离池的科学难题。该研究成(cheng)果近(jin)日以“程序化交流电优化铜(tong)催化C-H键转化反应”为题在线发表在国(guo)际学术期刊《科学》上(shang)。

论文通讯作者雷爱文教授介(jie)绍，电合成(cheng)化学新技术具备(bei)绿色、安全(quan)和低能耗等特性，有望解(jie)决化石能源(yuan)利用过程中带来的环境污染、安全(quan)生产风险和高能耗等问题。目前，这种新兴合成(cheng)技术主(zhu)要(yao)以直流电作为驱动力，并通过调节电流或者电压控制(zhi)化学反应过程。相比之下，交流电具有极性反转和周期性波动的特点，具备(bei)更多可调节电学参数(shu)，为改进电合成(cheng)过程提供更多可能。

雷爱文介(jie)绍，研究团队(dui)开发了一种可编程波形(xing)交流电合成(cheng)技术（pAC），通过对交流电的相关电学参数(shu)进行程序编辑，可得(de)到定制(zhi)化的交流电信号，不同编辑模式的交流电信号不仅促进了电解(jie)条件下铜(tong)催化剂循环再生，还可分别精准调控铜(tong)催化剂形(xing)成(cheng)“铜(tong)结合碳自(zi)由(you)基物(wu)种”和“碳-铜(tong)活(huo)性物(wu)种”。研究团队(dui)还观测到不同交流电信号动态调控铜(tong)催化物(wu)种活(huo)性的变化规律。

图为可编程波形(xing)交流电合成(cheng)技术演(yan)示图。（研究团队(dui)供图）

据介(jie)绍，可编程波形(xing)交流电合成(cheng)技术的出现，将为电合成(cheng)化学新技术在绿色制(zhi)造等领域(yu)更广泛(fan)应用提供助力，为化学化工(gong)绿色化、智(zhi)能化和高端化提供新的动能。（记(ji)者熊(xiong)翔鹤(he)、侯文坤）