在过去的几个世纪里，化石燃料的过度使用导致了巨大的能源危机和环境污染。催化转化可再生生物质以取代传统的化石燃料和工业原料被认为是解决这一问题的可行办法。在候选生物质中，糠醛因其成本低廉、易于获得并能生产多种高附加值产品而被广泛研究。约62%的糠醛用于氢化生产糠醇。同时，糠醇作为一种重要的药物前体、树脂和工业溶剂，有着巨大的生产需求。然而，传统工业生产需要外加氢气，同时需要130°C-200°C的高温，并且会产生有毒的重金属废弃物。因此，以糠醛为原料进行电催化加氢（ECH）生产糠醛因其可再生能源为基础、无需外加氢气并且反应条件温和备受关注。

离子效应已被证明是影响电催化活性和选择性的关键因素，因为它能有效调节电极-电解质微环境并优化催化过程。例如，H+或OH-的浓度已被证明会影响糠醛的ECH过程中羰基的氧解离，从而导致在富含H+的条件下容易生成 2-甲基呋喃，而在接近中性的条件下则容易生成糠醇。然而，有关电解质体系中阴离子效应相关研究仍然很少，更多时候电解液潜在的离子效应在课题开展过程中易被忽视。因此，探索ECH常用的几种缓冲体系（如碳酸盐和磷酸盐）中的阴离子效应对于进一步阐明界面微环境和优化ECH系统设计至关重要。

图一、糠醛加氢体系中电解液阴离子效应示意图

在本研究中，探讨了在KHCO3和磷酸盐缓冲液（PBS）中的阴离子对糠醛ECH的影响。原位谱学和分子动力学（MD）模拟证实了碳酸氢根存在于糠醛分子外的第一壳层中，并诱发了强烈的氢键相互作用。相比之下，磷酸氢根只存在于第二壳层，导致较弱的氢键相互作用。由于这些界面阴离子和氢键作用，糠醛分子在KHCO3溶液中的电极表面表现出很强的平行吸附模式。同时，在KHCO3溶液中，整体阴离子氢键网络促进了糠醛分子中羰基的活化，而在 PBS 溶液中羰基的亲电活性反而被抑制。因此，糠醛ECH 在KHCO3中表现出更快的反应动力学，而在PBS中则表现出缓慢的ECH动力学和严重的氢析出反应（HER）。

利用电沉积策略合成了高活性面积的ED-Cu电催化剂。极化曲线及Tafel斜率分析揭示了截然不同的糠醛加氢行为。环盘电极测试、一系列电解测试和严密的控制实验进一步阐明了仅由于阴离子差异导致的ECH性能差别。

图二、两种电解液体系中的电化学行为分析

图三、ECH性能差异的多角度验证

图四、原位拉曼及分子动力学模拟揭示阴离子效应本质

图五、原位谱学及理论计算

本文考察了阴离子效应、吸附行为和糠醛电催化加氢性能之间的关系。糠醛在电极表面的吸附模式由于阴离子效应发生转变，在KHCO3中呈现强的平行吸附，而在PBS中表现为弱吸附。此外，碳酸氢盐和糠醛分子之间的氢键网络导致羰基的亲电活性显著增加，而在PBS中则受到严重抑制。这些差异影响了加氢过程中的反应动力学，对糠醇生产的法拉第效率和选择性带来干扰。结果表明，通过电解质调控来调整吸附构型和提高反应活性的策略，可以指导多种电催化加氢体系的设计优化，并有助于剖析和解析更复杂的电催化加氢系统。

邹雨芹，湖南大学教授，博士生导师，是国家优秀青年基金、国家重点研发计划课题、湖南省优秀青年基金、湖南省“湖湘青年英才”、湖南大学“岳麓学者”等项目获得者。聚焦有机电催化转化，围绕有机电催化体系的复杂性，揭示了催化剂作用机制，解析了有机分子反应路径，并基于以上认识，设计了新的电催化体系，实现部分有机分子的定向转化。至今，以通讯作者发表SCI论文多篇，包括Nat. Catal.，Chem，J. Am. Chem. Soc.，Angew. Chem.，Adv. Mater.，Natl. Sci. Rev.，Energy Environ. Sci.，Adv. Energy Mater.等，其中ESI高被引论文28篇，热点论文1篇，论文他引14000余次，H指数为61。现任《Chinese Journal of Catalysis》、《Chinese Chemical Letters》、《Chinese Journal of Structural Chemistry》青年编委等学术职务。

团队博士后招聘信息：

根据课题组发展需求，课题组拟招聘博士后若干，鼓励依托课题组申请“博士后创新人才支持计划”、“博士后国际交流计划”及各类研究基金。

拟招聘研究方向：

有机电催化

招聘要求：

（1）申请者需具有有机电合成、有机化学、化学工程、理论计算、电催化、材料等相关专业知识。

（2）申请者须全脱产从事博士后研究。

（3）近三年博士毕业或即将获得博士学位，年龄35周岁以下（特别优秀者可适度放宽年龄条件），热爱科研，责任感强，积极进取，勇于创新，具有团队精神。

（4）具有独立思考和创新思维能力，坚实系统的理论基础和宽广的专业知识，良好的中英文阅读和写作能力。

薪酬待遇：

（1）全职博士后薪资待遇由基础待遇和课题组补贴构成，课题组全力支持申请博新计划等项目，获得相关项目薪资可达~50万。

（2）全职博士后在站期间计算工作年限从进站之日起计算，博士后期间经评审后可认定为副研究员。在站期间成果丰富，入选湖南大学“杰出博士后奖”(每年评选一次)者，可直接申请副教授岗位。

（3) 根据博士本人意愿，支持博后依托本课题组去世界一流课题组进行联合培养。

（4）课题组协助申请博士后科学基金、国家自然科学基金及省市各级课题。

（5）全职博士后在站期间，学校提供博士后公寓或租房补贴，其子女享受我校教职工子女入托、入学待遇。

（6）博士后出站后，业绩优秀者可以续聘，或根据工作意愿推荐到其他单位。

（7）此外，毕业两年内的博士，均可享受长沙市两年3万元的生活补助，和6万元的购房补助。

申请流程：

（1）有意应聘者请将申请材料发到电子邮箱：

王老师：shuangyinwang@hnu.edu.cn

邹老师：yuqin_zou@hnu.edu.cn

（2） 申请材料包括个人简历(含个人基本信息、工作或研究经历、参与科研项目及个人贡献简介、成果发表情况)、个人代表作、博士论文详细摘要，并注明预计能够进站时间，邮件主题“姓名-应聘博士后-有机电催化”。（课题组或导师照片、简介、课题组主页网址、招聘信息等）