非晶化，成就一篇Nature Catalysis！

本研究针对现有丙烯环氧化工艺依赖贵金属催化剂和危险卤素电解液的问题，开发了一种基于地球丰产元素钴的钙钛矿氧化物（LaCoO₃）催化体系，在无卤素水系磷酸盐电解液中实现了丙烯到环氧丙烷和丙二醇的直接电化学环氧化。通过系统研究，揭示了催化剂在反应中经历表面非晶化，形成的高价钴-氧物种是催化活性的关键。通过电解液工程优化，包括引入环状多聚磷酸盐添加剂和调控pH值，有效抑制了析氧副反应，使法拉第效率达到40%。动力学和同位素标记实验表明，反应机理分为两个阶段：低电位下速率决定步骤是水分子电化学活化形成表面高价钴-氧活性物种；高电位下速率决定步骤转变为活性氧物种向丙烯的热化学转移。该催化剂在近中性磷酸盐缓冲液中可稳定运行超过24小时且性能不衰减，具有优异的稳定性。此项工作不仅为环氧丙烷的可持续生产提供了新路径，也为设计用于氧原子转移反应的非贵金属电催化剂提供了普遍性策略。