(纯计算)清华大学肖海团队J. Am. Chem. Soc.: 电势驱动下Cu-N-C中配位与氧化态的演变实现高效选择性乙炔半氢化

背景：电催化乙炔半氢化（eASH）为乙烯纯化提供了一条可持续路径，Cu-N-C单原子催化剂（SAC）在此过程中性能优异，但操作条件下真正活性位点的识别一直是个难题。研究目的：清华大学肖海团队利用巨正则系综密度泛函理论，探究Cu-N-C催化剂在电势驱动下的结构演化及其对eASH性能的影响机制。结论：研究发现，在还原性电势下，原始平面四方构型的Cu(II)N4会重构为低配位线性的Cu(I)-氢化物物种，该物种通过软-软酸碱相互作用偏好乙炔吸附，并抑制乙烯过度加氢与析氢反应。反应机制存在电势依赖的转变：低过电势下由界面水介导，高过电势下表面氢化氮配体作为分子内质子梭促进高效路径。该研究建立了电势与配位、氧化态及质子动力学之间的统一理论范式，为设计高效eASH催化剂提供了关键见解。