包信和院士领衔！大连化物所汪国雄/宋月锋&中科大赵龙最新JACS丨电化学溢流氧物种驱动甲烷氧化偶联！

本文研究了固体氧化物电解池中金阳极表面电化学溢流氧物种在甲烷氧化偶联反应中的作用。背景方面，甲烷氧化偶联是天然气转化为高价值化学品的重要途径，但传统热催化存在过度氧化问题。研究目的为揭示电化学溢流氧物种的物理化学本质及其在C-H键活化中的机制。通过同位素标记实验、原位XPS和原位同步辐射光电离质谱等技术，研究团队识别出两种具有不同反应活性的氧物种Oα和Oβ，并直接检测到甲基自由基中间体，证实了“表面活化-气相偶联”机制。结论表明，在3 mA cm⁻²电流密度和合适流速下，C₂+烃类选择性可达84%。DFT计算进一步阐明了氧修饰金表面促进C-H键活化和甲基自由基脱附的微观机制。该工作为电化学调控氧物种以实现选择性烃类转化提供了理论基础。