on style="white-space: normal; text-indent: 2em;">随着近年来均相电催化的小分子活化的发展，将有望解决全球能源和原料的挑战。过去，氨是通过 Haber-Bosch 法由氢气和氮气来生产的。而通过 Ostwald 法将氨转化为硝酸则可由贵金属 (Pt、Rh) 在高温 (600-800 °C) 和压力 (410-1000 kPa)实现，其可用于生产硝酸盐肥料、炸药、尼龙前体和有机氮化合物等。但是，该方法的反应过程会释放 N2O 和 NOx 等副产品，导致全球暖化，且还需要贵金属反应器进行尾气处理。所以，开发出可在室温和常压下进行的电催化氨氧化反应，期望可以经济且环保地生产亚硝酸盐和硝酸盐。然而，至今还很少有分子催化剂被开发用于这种六电子或八电子氧化过程。最近，Gary W. Brudvig教授在J. Am. Chem. Soc.上报道了一种均相电催化剂 [Cu(bipyalk)]+，其可在水中以 94% 的法拉第效率实现电催化均相氨氧化反应。
图片来源：J. Am. Chem. Soc.
此外，因为 [Cu(bipyalk)]+ 不适合直接将水氧化的关系，使得该催化剂在氨氧化反应中表现出了高选择性，没有任何竞争性的水氧化发生。这也是该反应在实际应用上的必要条件。
图片来源：J. Am. Chem. Soc.
且研究中，他们将生成的亚硝酸盐和硝酸盐使用格雷斯比色法进行定量检测。反应不会产生 AO 中常见的价值较低的二氮产物。
图片来源：J. Am. Chem. Soc.
最后，在通过电化学进行的初步机理研究的基础上，他们提出了单金属催化和 N-O 键形成的 WNA 机制。这项工作表明，其他催化剂虽然对 WO 不成功，但可能对 AO 有用。
图片来源：J. Am. Chem. Soc.
参考文献：Electrocatalytic, Homogeneous Ammonia Oxidation in Water to Nitrate and Nitrite with a Copper Complex
J. Am. Chem. Soc. 2022, jacs.2c01788
原文作者：Han-Yu Liu,§ Hannah M. C.Lant,§ Jennifer L. Troiano, Gongfang Hu, Brandon Q. Mercado, Robert H.Crabtree, and Gary W. Brudvig*
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c01788
