膦甲酸钠是一种重要的抗病毒药物，具有显著的临床价值。然而，其现有合成路线通常步骤复杂、成本高，且涉及危险试剂，因此亟需开发简便、高效的合成方法。以CO₂和Na₂HPO₃为原料，通过电催化方法有望突破传统路线的局限。然而，CO₂和HPO₃²⁻均具有较高的化学稳定性，且反应涉及阴阳极协同，二者直接偶联形成C–P键难度大。

在国家自然科学基金委、科技部、中国科学院、北京分子科学国家研究中心和中国科学院化学研究所碳中和化学中心的支持下，化学所胶体、界面与化学热力学实验室韩布兴/康欣晨团队长期开展电催化和电合成研究，取得了系列成果。

近期，该团队基于前期研究基础，设计了一条离子液体自由基介导的C–P偶联新路径，实现了室温条件下电催化CO₂和HPO₃²⁻反应合成膦甲酸钠。研究表明，在电解过程中，IL@Bi催化剂表面的Bpy⁺阳离子被还原为Bpy^•自由基。该自由基随即自发将电子转移给CO₂，生成CO₂^•−自由基，显著提高溶液中CO₂^•−的浓度。随后，CO₂^•−与阳极产生的PO₃^•2−自由基发生C–P偶联，从而实现膦甲酸钠的高效电合成。在该体系中，生成膦甲酸钠的最高法拉第效率达37.5%，电流密度可达224.2 mA·cm⁻²。该策略不仅为温和条件下CO₂和HPO₃²⁻的共转化提供了新途径，也为设计其他高效电催化反应体系提供了新思路。

相关研究成果近日发表于Nature Catalysis期刊（Nat. Catal.,2026,doi:10.1038/s41929-026-01608-6）。文章第一作者为博士生王珩安，通讯作者为康欣晨研究员和韩布兴研究员。

电催化CO₂和HPO₃²⁻偶联

胶体、界面与化学热力学实验室

2026年9月1日