摘要：將當(dāng)前能源生產(chǎn)和消費(fèi)結(jié)構(gòu)從過(guò)度依賴化石能源轉(zhuǎn)變?yōu)楦咝Ю每稍偕茉矗墙鉀Q能源危機(jī)、實(shí)現(xiàn)碳中和的有效途徑。生物質(zhì)是最有前途的可再生能源之一，可以取代化石燃料以獲得有價(jià)值的有機(jī)化合物。近年來(lái)，大力利用生物質(zhì)能已成為一種必然趨勢(shì)。用于生物質(zhì)轉(zhuǎn)化的傳統(tǒng)熱化學(xué)催化方法通常需要高溫、高壓等惡劣條件，甚至還需要外部氫或氧源。相比之下，在相對(duì)溫和的條件下進(jìn)行的生物質(zhì)有機(jī)分子電催化轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)高價(jià)值化學(xué)品提供了一種綠色高效的策略。特別是，通過(guò)C―C鍵裂解將生物質(zhì)衍生的分子轉(zhuǎn)化為高價(jià)值的短鏈化學(xué)品至關(guān)重要。近年來(lái)，大量的研究證明過(guò)渡金屬（TM）電催化劑由于其豐富的三維電子結(jié)構(gòu)和獨(dú)特的eg軌道增強(qiáng)了過(guò)渡金屬-氧之間的共價(jià)鍵合，從而在有機(jī)物的C―C鍵斷裂中起著至關(guān)重要的作用。此外，TM電催化劑的配位環(huán)境或電子結(jié)構(gòu)會(huì)影響產(chǎn)物的選擇性。毫無(wú)疑問(wèn)，明確的反應(yīng)活性位點(diǎn)和途徑有助于深入理解催化劑結(jié)構(gòu)與反應(yīng)活性之間的構(gòu)效關(guān)系。然而，TM電催化劑介導(dǎo)的生物質(zhì)衍生有機(jī)分子的C―C鍵裂解反應(yīng)用于生物質(zhì)升級(jí)的研究目前尚處于起步階段，其反應(yīng)機(jī)理和催化反應(yīng)過(guò)程尚不清楚。因此，有必要在原子水平上系統(tǒng)地了解電催化劑在C―C鍵裂解過(guò)程中的作用。在本綜述中，我們首先依次介紹了廣泛研究的TM電催化劑介導(dǎo)的生物質(zhì)衍生有機(jī)分子（包括甘油、環(huán)己醇、木質(zhì)素和糠醛）的C―C鍵裂解反應(yīng)，并給出了一些典型的例子和相應(yīng)的反應(yīng)途徑。然后，系統(tǒng)回顧了過(guò)渡金屬化合物催化C―C鍵裂解的反應(yīng)機(jī)理，揭示了界面行為，并構(gòu)建了TM電催化劑的結(jié)構(gòu)與裂解反應(yīng)活性之間的構(gòu)效關(guān)系。最后，我們簡(jiǎn)要總結(jié)了上述內(nèi)容，并強(qiáng)調(diào)了在TM電催化劑上研究C―C鍵裂解的挑戰(zhàn)和展望。我們期望這項(xiàng)工作可以為生物質(zhì)的可控轉(zhuǎn)化和合理設(shè)計(jì)C―C鍵裂解的TM電催化劑提供指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：電催化生物質(zhì)升級(jí)；C―C鍵斷裂；電催化；過(guò)渡金屬催化劑

中圖分類號(hào)：O643