马军/韩布兴双院士领衔！哈工大赵莹/中科院化学所孙晓甫Nature子刊丨界面质子-电子供体协同实现可持续肟电合成！

背景：环己酮肟是合成尼龙-6单体己内酰胺的关键前体，传统工业合成方法存在能耗高、环境和安全风险大的问题。利用可再生能源驱动的电化学合成，通过硝酸根还原原位生成羟胺中间体并与环己酮耦合，是一种可持续的替代方案，但面临质子与电子转移动态异步性导致的副反应和效率低等挑战。研究目的：本研究旨在开发一种能够整合内禀质子供体与定向电子转移路径的双功能界面，实现协同的质子-电子传递，从而提高硝酸根还原为羟胺并合成环己酮肟的反应效率和选择性。结论：研究团队设计合成了质子化聚苯胺-石墨片（p-PANI-GS）复合催化剂，构建了具有内建电场和内禀质子供体的双功能界面。该界面实现了硝酸根的双路径还原（自发化学还原和电催化还原），环己酮肟产率达到67.1 µmol h⁻¹ cm⁻²，法拉第效率达69.9%，并在pH 3.0-11.0的宽范围内保持高稳定性。机理研究表明，界面质子-电子供体协同作用加速了质子耦合电子转移动力学并稳定了关键中间体。此外，太阳能驱动系统和机器学习预测展示了该策略在实际应用中的可扩展性。