含氧空位Sn/SnO₂异质结催化剂

甘氨酸电合成效率达91.6%

莫特-肖特基异质结与氧空位协同作用，实现草酸与羟胺高效C-N偶联，高选择性生产甘氨酸。

Guangkuo, Xu · Chengyuan, Dong · Junhua, Kuang · Xue, Tianwei · Ruiqing, Li · 杨述良 · 李军 · 彭丽

Angewandte Chemie - International Edition 2026

参数信息

甘氨酸法拉第效率

91.6 %

甘氨酸产率

135 mmol g_cat⁻¹ h⁻¹

技术优势

效率业界领先

甘氨酸法拉第效率达91.6%，是所报道体系中的最优水平之一。

底物范围宽

硝酸盐可原位还原为羟胺，与乙醛酸或草酸偶联生成甘氨酸，原料选择灵活。

机制清晰

异质结促进共吸附，氧空位促进肟中间体加氢，可指导催化剂设计。

应用场景

• 氨基酸绿色合成：用可再生电力驱动，从简单碳氮源直接合成甘氨酸，避免传统发酵或化学合成的高能耗与毒性试剂。
• 电催化C-N偶联：通过界面工程调控C-N偶联选择性，为构建含氮有机物提供新路径。
• 催化剂设计：验证莫特-肖特基异质结与氧空位协同设计策略，可推广至其他电催化反应。
• 电化学合成：在温和条件下实现高选择性电合成，展示电化学法合成氨基酸的可行性。
• 绿色化工：使用廉价原料和清洁电力，避免有害副产物，符合绿色化学原则。