近日，我校环境与资源学院硕士研究生刘航同学及其指导老师——环境催化重庆市重点实验室蒋和雁教授、曾嘉博士团队在电催化C(sp3)-H键活化与CO2羧化领域取得突破性进展，相关研究成果《Switching Products Selectivity in Electrocatalytic C(sp3)-H Bonds Activation and CO2 Carboxylation via Cu-S Bond Crystal Engineering》（题目：通过Cu-S键晶体工程调控电催化C(sp3)-H键活化及CO2羧基化反应中产物的选择性）发表在国际顶级化学期刊《Angewandte Chemie International Edition》。该研究为实现碳中和目标及高值羧酸合成提供了创新性策略，并展现了我校在电催化、绿色化学与资源利用领域的科研实力，为人才培养、学科建设与“双碳”战略目标实现注入新动力。
利用电催化实现惰性C(sp3)-H键活化与CO2羧化制备高值羧酸，是达成碳中性目标的可持续路径。然而，传统催化方法在该领域面临诸多挑战，如反应条件苛刻、催化活性和选择性难以满足需求等。针对上述问题，团队通过Cu-S键晶体工程，设计并制备了具有特定晶面暴露的六方CuS(001)和Cu2S (110)电催化剂。其中，CuS(001)能高效实现烷烃和芳烃的C(sp3)-H键活化及CO2羧化，对单羧酸产物展现出近乎完全的化学选择性；Cu2S (110)则可实现烷烃和芳烃与CO2的高选择性二羧化反应。值得一提的是，团队还利用该技术将生物质平台化合物2-甲基呋喃转化为呋喃-2-乙酸，将2,5-二甲基呋喃转化为可降解聚合物前体呋喃-2,5-二羧酸，为生物质资源利用提供了新途径。未来，这一策略有望在精细化工、绿色合成等领域发挥重要作用，推动“双碳”目标下的化学工业可持续发展。
该成果获得重庆市自然科学基金项目、重庆市教育委员会科学技术研究项目、重庆市海外高层次人才创新创业支持计划和国家自然科学基金项目的资助。
《Angewandte Chemie International Edition》创刊于1888年，是德国化学学会的官方期刊并由Wiley–VCH出版，中科院一区TOP期刊，2024年影响因子16.1。作为化学领域的权威期刊，《德国应用化学》涵盖了化学研究的各个领域，刊发包括新闻、综述、观点、通讯、研究论文等在内的各种内容。
原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202502121
（文/蒋和雁 一审/蒋和雁 二审/龚海峰 三审/陈龙国）
