💡这项突破是什么?
在绿色化工与精细制药领域，流动化学技术凭借高效、安全及易于规模化等优势备受瞩目。然而，如何在复杂的微通道反应器内实现催化剂的稳定固载并长效保持其活性，一直是制约该技术规模化应用的关键瓶颈。传统固载方法往往难以兼顾'高机械强度'与'活性位点充分暴露'，这一矛盾直接限制了连续流系统的催化性能、使用寿命与经济效益。
近日，中国科学院上海高等研究院（以下简称'上海高研院'）能源过程强化工程科学研究团队在非均相催化剂固载及连续流光合成领域取得重要突破。研究团队创新性地开发出一种基于'三重界面工程'设计的新型多功能复合涂层（FCC），成功攻克了催化剂在异质基材上难以稳定固载的科学难题，并将其与自主设计的微通道反应器深度集成，构建出新一代高效、绿色的连续流光合成系统。
相关研究成果以 'Triple-Interfacial Engineered Composite Coating for High-Performance and Scalable Photochemical Synthesis' 为题，发表于期刊《 Chemical Engineering Journal》 。
图1. 新型复合涂层（FCC）的制备、界面分子粘附机制及其在连续流微反应器中的集成应用，用于强化Suzuki-Miyaura偶联反应
机制研究表明，该FCC涂层通过精巧的分子级设计，协同整合了氢键、共价交联以及界面锚定（共价键/范德华力）等多种相互作用力。这一'三重界面'机制使得Pd/Cu-CN光催化剂能够在极其温和的条件下，牢固附着于石英、陶瓷甚至聚丙烯（PP）塑料等多种材质表面，展现出极其优异的基材普适性。团队进一步将该固载技术与连续流微通道反应器深度融合。在优化光学与流体动力学参数后，该系统在经典的Suzuki-Miyaura C-C偶联反应中展现出颠覆性的催化效能：
- 极速反应：反应停留时间从传统的30分钟大幅缩短至仅2分钟；
- 产能跃升：时空产率（STY）高达3016.3 g L⁻¹ day⁻¹，较传统釜式反应系统提升了12倍；
- 超高活性：转换频率（TOF）达到1084.4 h⁻¹，超越现有同类光催化剂17倍；
- 长效稳定：系统连续稳定运行20小时，目标产物收率始终保持在89.0%–92.5%，选择性高达100%。反应后涂层无脱落，活性组分钯（Pd）的浸出率极低，证实了其卓越的工业化应用潜力。
总结而言，该工作成功将先进的界面复合材料设计与可规模化的微反应器工程相结合，为制药中间体与精细化学品的非均相催化、连续化以及绿色化制造开辟了全新路径。本论文的第一作者是上海高等研究院博士生杜润涓，通讯作者为上海高等研究院唐志永研究员和张洁研究员。该研究工作得到了国家自然科学基金（22278418, 22108288）、国家重点研发计划（2021YFA1500900）和壳牌前瞻科学项目（No. PT19253）的共同资助与支持。
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2026.173403
