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光電化學（AEC）合成為精細化學品生產提供了一條可持續的途徑，但在原子水平上理解和調節反應過程仍然是一個挑戰。

在此，中科大熊宇杰教授，Dong Liu，山東大學Hefeng Cheng開發了一種單原子銥修飾的鈦摻雜的a-Fe₂O₃光陽極，用于以水為氧源，從酮選擇性地合成對苯二甲酸乙二醇酯。

文章要點

1）AEC系統可生產6.0 μmol cm-2 h-1的對苯二甲酸，法拉第效率約為60%，選擇性約為88%。單原子銥促進光生載體的分離和轉移，同時調節Ti摻雜的a-Fe₂O₃光陽極的電子結構，以優化其對OH-和酮的吸收強度。

2）機理研究揭示了原子水平上的非自由基反應途徑，由光生洞通過吸收的羥基轉移驅動。值得注意的是，將光陽極和基于無定形硅的光陰極集成可產生無偏的FEC設備，可以穩定地生產20多小時，凸顯了可持續光催化合成的潛力。

參考文獻

Si, S., Mao, Y., Liu, YA. et al. Selective photoelectrochemical synthesis of adipic acid using single-atom Ir decorated α-Fe2O3 photoanode. Nat Commun 16, 5128 (2025).

DOI：10.1038/s41467-025-60506-w

https://doi.org/10.1038/s41467-025-60506-w