华南理工大学陈光需/赵云/裴安、华东理工大学贾艳艳，联手发表JACS！

苯甲酸(Ph-COOH)是一种珍贵的附加值化学品，在合成纤维、树脂和防腐工业中越来越多地作为必要的化学中间体。电催化苯甲醇(Ph-CH₂OH)氧化反应(BAOR)在室温下以水作为氧源，最近已成为生产Ph-COOH的重要替代方案。

然而，将Ph-CH₂OH电氧化为Ph-COOH通常需要高的氧化电位。人们已经付出大量努力来改进用于选择性电氧化Ph-CH₂OH的电极材料，如Ni和Co氧化物和氢氧化物。

这些材料电催化BAOR通常遵循亲核氧化反应机制。这种固有机制需要高的氧化电位来产生活性金属物种(高价态)，随后这些活性金属物种被Ph-CH₂OH还原到较低的氧化态。但是，高的电位会导致能耗增加和竞争性副反应，如OER或电极材料的溶解。因此，开发先进的BAOR催化剂以实现在低电位下具有更高的活性、稳定性和对Ph-COOH的选择性具有重要作用。

近日，华南理工大学陈光需、赵云、裴安和华东理工大学贾艳艳等报道了一种由原子有序的PtZn金属间化合物(IMA)组成的PtZn-ZnO_x催化剂，其表面具有丰富的PtZn-ZnO_x界面，能够高效催化BAOR。

实验结果表明，PtZn-ZnO_x催化剂的起始电位为0.2 V_RHE，在0.85 V_RHE时达到了126 mA cm^-2的峰值电流密度；同时，在0.725 V_RHE下电解5小时，对Ph-COOH的选择性达到了99.5%，超过了Pt/C(68.5%)。

此外，为了增强ZnO_x在PtZn-ZnO_x中的稳定性，用苯磷酸溶液处理了24小时，在表面形成磷酸锌。在5个循环反应中，处理后的催化剂的Ph-CH₂OH的转化率(约80%)、Ph-COOH的选择性(>90%)和Ph-COOH的产率(约80%)保持相对稳定。因此，在PtZn-ZnO_x催化剂表面稳定ZnO_x对于提高BAOR性能至关重要。

一系列光谱表征和理论计算表明，由于PtZn-ZnO_x界面中Zn原子的不饱和配位，促进了Ph-CH₂OH和Ph-CHO的吸附以及亲电OH*的生成；同时，PtZn-ZnO_x界面降低了OH*与Ph-CHO偶联的能垒(电位决定步骤)，从而提高了催化活性和选择性。此外，PtZn-ZnO_x在低电位下对不同醇类的电氧化表现出良好的活性，证明了这种工程化界面策略的普适性。

总的来说，该项工作将Pt合金催化剂的优点与表面上的不饱和配位原子相结合，开发出低电位、高效率、能够提供高电流密度和优异稳定性的BAOR催化剂，为推进醇类电氧化转化为高价值化学品的发展铺平了道路。

Low-voltage electrooxidation of benzyl alcohol to benzoic acid enhanced by PtZn-ZnO_x interface. Journal of the American Chemical Society, 2025. DOI: 10.1021/jacs.4c17193