师法自然：MoS2新应用——电催化氧化硫醚

研究背景：

在自然界中，作为结构最简单的硫醚化合物，二甲基硫醚通常由蛋白质的分解产生。这一物质也是海鲜腥味的主要来源，在自然界中储量丰富，易于收集。其氧化产物——二甲基亚砜由于自身特殊性质，应用颇丰：通常可用于电子工业上的清洗剂；在低温生物学中，则可作为抗冻剂使用，并仍是用来保存器官、组织与细胞悬浮液的抗冻剂玻璃化混合物的主要成分之一。尤其在冷冻与长期储存胚胎干细胞与造血干细胞方面更为重要。工业中通常采用二氧化氮氧化法合成二甲基亚砜，具体为使用硫酸与亚硝酸钠反应生成二氧化氮；二甲基硫醚再与二氧化氮在60-80℃进行气液相氧化反应生成粗二甲基亚砜，之后再对生成的粗二甲基亚砜采取进一步提纯。然而此方法二甲基亚砜选择性较差，成本较高，不适于大规模生产，同时中间产物二氧化氮亦是大气污染物的主要成分。因此，寻找一种绿色低成本的二甲基亚砜合成方法是硫醚氧化反应的研究重点和热点。

基于此研究背景，法国蒙彼利埃大学的Kun Qi（祁琨）和Damien Voiry等人通过使用二维MoS₂纳米片模仿存在于厌氧细菌的二甲基亚砜还原酶（DMSO reductase）的酶促反应活性位点。证明了二维MoS₂纳米片可以有效地氧化硫醚，进一步对MoS₂的潜在应用进行了拓展。

 研究亮点：

1. 使用二维MoS₂纳米片模仿存在于厌氧细菌的二甲基亚砜还原酶（DMSO reductase）的活性位点。二维MoS₂纳米片可以有效地氧化硫醚，其电催化氧化活性超过了标准商用贵金属催化剂，使用金属相MoS₂在1500 mV时产生的DMSO达到680 L h^-1/ g，同时具有良好的催化稳定性。

2.使用NMR进一步证明了二维MoS₂纳米片可以有效地氧化有机物硫化物。并对该反应可能的反应路径进行了讨论。同时对比了金属相以及半导体相MoS₂的DMS电催化氧化活性。

参考文献及原文链接

原文链接：Lahcene Maachou, Kun Qi, Damien Voiry, et al, Biomimetic electro-oxidation of alkyl sulfides from exfoliated molybdenum disulfide nanosheets, J. Mater. Chem. A, 2020.

DOI: 10.1039/D0TA09045J

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