乙二醇是一種需求量大的重要商品化學品,傳統的乙烯熱催化氧化法生產乙二醇,消耗大量化石燃料,排放大量二氧化碳。一步電化學方法提供了一種可持續的途徑,但其缺點是依賴貴金屬催化劑,活性低,選擇性一般。
在此,清華大學Bi-Jie Li,Haohong Duan報道了在碳納米管(CoPc/CNT)上負載的鈷酞菁分子催化劑上,乙烯一步電化學氧化成乙二醇。
文章要點
1)在室溫和常壓下,該催化劑的乙二醇選擇性為100%,周轉頻率為1.78 min-1,比鈀催化劑更具競爭力。
2)實驗數據表明,該催化劑依次協調多個任務,包括電化學水活化生成高價Co-oxo物質,乙烯環氧化通過氧轉移提供環氧乙烷中間體,最終在原位形成的Lewis酸位點促進環氧乙烷開環生成乙二醇。
這項工作為基于一步,儲量豐富的金屬催化和可再生電力驅動路線的商品化學品合成提供了一個很好的機會。
參考文獻
An-Zhen Li, et al, One-Step Electrochemical Ethylene-to-Ethylene Glycol Conversion over a Multitasking Molecular Catalyst, J. Am. Chem. Soc., 2024
DOI: 10.1021/jacs.3c14381
https://doi.org/10.1021/jacs.3c14381