电化学硝基芳烃还原能够在环境条件下实现绿色生产苯胺，这得益于通过控制电位和电流来操纵多个电子和质子的转移，但在使用非贵金属催化剂进行pH中性介质电解时仍面临挑战。
2025年3月11日，暨南大学高庆生在国际知名期刊Journal of the American Chemical Society上发表了题为《In Situ Li+ Intercalation into Nanosized Chevrel Phase Mo6S8 toward Efficient Electrochemical Nitroarene Reduction》的研究论文，Jingwen Tan为论文第一作者，高庆生为论文通讯作者。
高庆生，暨南大学教授，博士生导师。2005年和2010年在复旦大学分别获得学士学位和博士学位，2010年赴德国马克斯-普朗克胶体与界面研究所从事博士后研究，2012年7月回国后进入暨南大学化学系工作。
高庆生教授主要从事新能源存储/转化中金属非氧化物的物理化学 、面向精细化工的选择性催化加氢/氧化反应 、低维材料的纳米工程及生物应用等方面研究。主持国家自然科学基金项目3项，作为合作单位负责人参与国基重点项目1项，入选广东省自然科学杰出青年基金、特支计划科技创新青年拔尖人才、优秀青年教师培养计划。近年来，在Energy Environ. Sci.，Adv. Mater.，Angew. Chem. Int. Ed.，Chem. Sci.等国际知名期刊上发表SCI论文60余篇，受邀主编英文专著1部，参与撰写2部。
在本文中，作者首次提出具有高导电性和可插入框架的谢弗莱（Chevrel）相Mo6S8作为一种成本效益高的候选材料，其不仅表现出卓越的性能。更重要的是，它为揭示阳离子对硝基芳烃电还原的影响提供了一个新平台。
在0.1 M LiClO4中，通过聚合物封闭硫化制备的纳米级Mo6S8（Mo6S8@CF），在-0.45 V下将4-硝基苯乙烯还原为4-氨基苯乙烯时，实现了95%的高收率和99%的高法拉第效率，优于一系列同类金属硫化物材料甚至贵金属。
结合实验与理论分析，作者确定了一种与插层相关的阳离子效应，并扩展了目前仅限于电极外亥姆霍兹平面的现有知识。
在电解过程中，Mo6S8空腔中原位Li+插层改善了电子构型，从而促进了硝基在低配位Mo位点上的吸附，并通过质子耦合电子转移机制实现加氢。
此外，从广泛底物中高效电合成保留还原基团的苯胺衍生物，突显了Mo6S8在电化学精炼中的应用前景。
图1：Mo6S8@CF的合成与表征
图2：硝基芳烃电还原催化性能
图3：原位拉曼光谱及动力学
图4：原位Li+插层测试
图5：不同阳离子插层测试
图6：理论计算与底物拓展
综上，作者通过静电纺丝辅助的高温硫化方法制备了纳米尺寸的Chevrel相Mo6S8催化剂，并首次揭示了其在电还原硝基芳烃中的高效性能和原位Li+插层的调控机制。Mo6S8@CF在中性条件下实现了4-硝基苯乙烯到4-氨基苯乙烯的高效转化，产率高达95%，法拉第效率接近99%。
该研究不仅开发了一种低成本、高性能的非贵金属催化剂，还通过实验和理论计算揭示了阳离子插层对电催化反应的调控作用，为设计新型电催化剂提供了新的理论依据。Mo6S8@CF在多种硝基芳烃底物上的高效转化能力也展示了其在电化学精炼领域的巨大应用潜力。
Tan J., Feng L., Shao J. et al.In Situ Li+ Intercalation into Nanosized Chevrel Phase Mo6S8 toward Efficient Electrochemical Nitroarene Reduction. J. Am. Chem. Soc. (2025). https://doi.org/10.1021/jacs.4c14111.