镍-锰金属有机框架电催化剂FICN-24的构建及其在绿色有机氧化转化中的应用

为解决传统有机氧化反应中高毒性氧化剂使用及电催化选择性差的问题，研究人员开发了基于Mn(salen)配体和Ni8 -吡唑次级构筑单元的稳定MOF材料FICN-24。该催化剂在烯烃环氧化和醇类氧化反应中表现出>90%的选择性和优异的循环稳定性，为绿色电化学合成提供了新策略。

　　

在有机合成领域，选择性氧化反应是构建药物分子和功能材料的关键步骤。然而传统方法依赖高锰酸钾、铬酸盐等强氧化剂，不仅产生大量危险废弃物，还存在爆炸风险。尽管过氧化物类试剂相对环保，但其不稳定性仍制约工业应用。电化学氧化虽能利用可再生电能替代化学氧化剂，但现有催化剂普遍存在选择性低、稳定性差的问题，亟需开发新型高效催化体系。

中国科学院的研究团队通过将Mn(salen)活性中心嵌入镍基MOF骨架，成功构建了FICN-24电催化剂。该材料在DMF/H₂
O溶剂热条件下合成，SEM显示其具有2μm的八面体形貌，EDS证实Mn/Ni/Cl元素均匀分布。研究人员采用循环伏安法评估其氧化还原活性，通过恒电位电解考察催化性能，并利用XRD和氮气吸附验证材料稳定性。

Results and Discussion部分揭示：FICN-24的Mn/Cl原子比达5.1:1，其独特的Ni₈
-吡唑SBUs（次级构筑单元）与Mn(salen)配体协同作用，实现了宽底物范围的催化转化。对于苯乙烯类烯烃和苄醇类底物，电催化转化率超过90%，法拉第效率显著优于均相催化剂。Conclusions强调该MOF在连续使用后仍保持晶体结构完整，突破了传统电催化剂易失活的瓶颈。

这项研究由Lei-Yan Lyu和Teng Zhang等人合作完成，通过将分子催化剂的精确控制与MOF材料的稳定性相结合，建立了多相电催化新范式。FICN-24在温和条件下实现高选择性转化的特性，为制药和精细化工行业提供了符合绿色化学原则的解决方案。论文发表在《Journal of Catalysis》，工作获得国家重点研发计划（2023YFA1507901）和国家自然科学基金（22271279）支持。