记者7月14日从武汉大学获悉，该校高等(deng)研究院、化学与分子(zi)科学学院雷爱(ai)文教授团队实现了交流电解(jie)环境下(xia)金属催化物种精准调控，解(jie)决了电合成条件(jian)下(xia)过渡金属催化剂容(rong)易在阴极析(xi)出(chu)失活而必须用(yong)分离池的科学难题。该研究成果(guo)近(jin)日以“程序化交流电优化铜催化C-H键转化反应(ying)”为题在线发表在国际学术期刊《科学》上。

论文通讯作者雷爱(ai)文教授介绍，电合成化学新技术具备绿色、安全和低能耗等(deng)特性，有望解(jie)决化石能源利用(yong)过程中带来的环境污染、安全生(sheng)产(chan)风险和高能耗等(deng)问(wen)题。目前，这(zhe)种新兴合成技术主要以直流电作为驱动力，并通过调节电流或者电压控制化学反应(ying)过程。相比之下(xia)，交流电具有极性反转和周期性波动的特点(dian)，具备更多可(ke)调节电学参数，为改进(jin)电合成过程提供更多可(ke)能。

雷爱(ai)文介绍，研究团队开发了一种可(ke)编程波形交流电合成技术（pAC），通过对交流电的相关电学参数进(jin)行(xing)程序编辑，可(ke)得到定制化的交流电信号，不同编辑模(mo)式的交流电信号不仅促进(jin)了电解(jie)条件(jian)下(xia)铜催化剂循环再生(sheng)，还(hai)可(ke)分别精准调控铜催化剂形成“铜结合碳(tan)自(zi)由基物种”和“碳(tan)-铜活性物种”。研究团队还(hai)观(guan)测到不同交流电信号动态调控铜催化物种活性的变化规(gui)律。

图为可(ke)编程波形交流电合成技术演示图。（研究团队供图）

据介绍，可(ke)编程波形交流电合成技术的出(chu)现，将为电合成化学新技术在绿色制造等(deng)领域更广泛(fan)应(ying)用(yong)提供助力，为化学化工绿色化、智能化和高端化提供新的动能。（记者熊翔鹤、侯(hou)文坤）