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通過可再生能源進行電催化乙炔半加氫制備乙烯是一條符合可持續發展需求的路線，但是通常電催化乙炔半加氫催化反應的電流密度和單程轉化率都無法滿足工業生產的需求。

有鑒于此，西北大學屈云騰、冷坤岳、中國科學院高能物理研究所鄭黎榮等構筑了F修飾Cu催化劑，能夠實現工業級別的部分電流密度（0.76 A cm^-2），乙烯的法拉第效率高達90 %，因此乙烯的單程最大收率達到78.5 %。

主要內容

（1）

除了能夠達到工業量級進行電催化合成乙烯，Cu-F催化劑能夠在串聯流動電解槽中實現乙炔轉化為聚合物級別的乙烯，產物中基本沒有乙炔副產物。通過深入的表征和理論計算，說明靠近F的Cu^δ+物種能夠增強水分子解離，將生成的活性氫轉移到遠離F的Cu⁰位點，隨后活性氫與吸附乙炔發生反應。

（2）

通過抑制制氫反應，顯著提高乙炔半加氫反應的催化活性。這項研究有助于理性設計能夠進行大規模制備乙烯和其他重要工業化學品的催化劑。

參考文獻

Lei Bai, Yi Wang, Zheng Han, Jinbo Bai, Kunyue Leng, Lirong Zheng, Yunteng Qu & Yuen Wu, Efficient industrial-current-density acetylene to polymer-grade ethylene via hydrogen-localization transfer over fluorine-modified copper. Nat Commun 14, 8384 (2023)

DOI: 10.1038/s41467-023-44171-5

https://www.nature.com/articles/s41467-023-44171-5