焦耳加热作为一种新兴的电热辅助手段，具有均匀的热场、精确的温度调控、高效的电热转换和快速的加热速率。然而在诸多中低温催化反应领域，例如精细化学品生产中焦耳加热的应用仍鲜有报道。酯化反应在化学、香料和制药等领域中至关重要，但其高可逆性和低活性会导致总体收率受限。例如，在传统乙酸乙酯（EA）生产中，当乙醇与乙酸摩尔比为1:1时，乙酸的平衡转化率仅为62.5%。为提高转化率，通常需要添加过量的乙醇或甲苯。此外，酯化反应常需在较高温度（60-225°C）下进行以加快动力学，但这会导致成本增加、产品分离困难和能耗增大。

      基于此，研究人员提出了一种利用焦耳热界面催化（JIC）系统的酯化反应途径，核心在于将焦耳加热与界面催化进行耦合（图1）。该系统以磺酸基共价有机框架（COF-SO3H）作为界面催化剂，碳毡作为电热源（图2）。在反应物摩尔比为1：1、加热功率密度为0.49 W cm−3时，乙酸的转化率可达80.5%，是理论平衡极限的1.29倍（62.5%）。研究表明，电热源与COF-SO3H催化剂的紧密接触实现了高效、局部的焦耳加热，减少了热损失，并精确控制了反应界面。JIC系统不仅提高了酯化效率，而且为实现高收率化学过程提供可持续的节能途径。

      上述研究得到了国家自然科学基金、合肥物质院院长基金的支持。

      论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202413949

图1. (a) 传统体相加热（CBH）系统；(b) 用于酯化反应的焦耳加热界面催化（JIC）系统。

图2. 焦耳加热界面催化（JIC）系统制备示意图。