Nat. Commun.：Ir1/Ti: Fe2O3光阳极选择性光电化学合成己二酸！

光电化学（PEC）合成为生产精细化学品提供了一种可持续的途径，但是在原子层面上理解并调控反应过程仍是一个挑战。基于此，中国科学技术大学熊宇杰教授和龙冉教授、山东大学Hefeng Cheng（共同通讯作者）等人报道了一种光电化学策略，用于在负载有Ti掺杂的α-Fe2O3光阳极的铱（Ir）单原子活性位点上选择性合成己二酸（AA），这是生产聚酯、聚酰胺、润滑剂和增塑剂的关键原料。

在本文中，作者通过使用单原子Ir修饰的Ti掺杂α-Fe2O3光阳极利用环己酮氧化来构建AA的选择性光电化学合成方法，水作为唯一的氧气来源，光耦合电偏压提供能量输入。

将Ir单原子掺入后，不仅促进了光生载流子的分离与转移，还增强了环己酮的吸附与转化。在1.5 V下，所制备的光电极实现了6 µmol cm-2 h-1的AA生产速率，法拉第效率（FE）约60%，选择性约88%。结合原位光谱学和详细实验，作者揭示了选择性将环己酮氧化为AA的非自由基反应机制，该反应由光生空穴驱动，并与在所制备的光电极表面吸附的羟基（*OH）转移协同作用。

密度泛函理论（DFT）计算表明，Ir单原子强烈吸附羟基，并调节了α-Fe2O3的电子结构，以促进环己酮在Fe位点的吸附，从而平衡了环己酮和羟基的竞争吸附。最后，作者设计并构建了一个由工程化的单原子位点光电极和无定形硅基（a-Si）光电阴极组成的集成系统。这种基于单原子催化剂（SACs）的无辅助聚乙炔（PEC）系统能实现选择性、稳定且高效的乙炔（AA）生成，表明单原子催化在可持续化学制造领域具有巨大的应用前景。

Selective photoelectrochemical synthesis of adipic acid using single-atom Ir decorated α-Fe2O3 photoanode. Nat. Commun.,2025, DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-025-60506-w.

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