生物質衍生物甘油的電化學氧化反應時重要的制備工業生物能源技術路線,同樣也是制備高附加值化學品的方法。但是目前甘油的電化學轉化通常面臨非常緩慢的動力學、較低的法拉第效率、催化反應機理不明確等問題。
有鑒于此,中國科學院大連化物所吳忠帥研究員、Huan Li等報道高性能的電化學甘油氧化制備甲酸方法,這種方法使用Cu摻雜NiCo合金催化劑擔載于泡沫Ni載體上(Cu-NiCo/NF),并且電催化與硝酸鹽還原反應進行耦合。
本文要點
(1)
Cu-NiCo/NF電催化劑達到10 mA cm-2電流密度僅需1.23 V,甲酸的法拉第效率能夠達到93.8 %。優異的電催化性能來自快速生成NiIII-OOH和CoIII-OOH,而且表面*O能夠與反應中間體偶聯。
(2)
Cu-NiCo/NF催化劑具有雙功能,構筑的配對電催化體系能夠同時制備NH3和甲酸,比HER反應的過電勢低290 mV,而且具有長達144 h穩定性。
這項工作有助于設計催化劑以及發展生物質電化學精煉體系。
參考文獻
Chenyang Li, Hao Li, Bo Zhang, Huan Li, Yi Wang, Xiao Wang, Pratteek Das, Yuejiao Li, Xianhong Wu, Yifan Li, Yi Cui, Jianping Xiao, Zhong-Shuai Wu, Efficient Electrocatalytic Oxidation of Glycerol to Formate Coupled with Nitrate Reduction over Cu-doped NiCo Alloy Supported on Nickel Foam, Angew. Chem. Int. Ed. 2024
DOI: 10.1002/anie.202411542
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202411542