硝酸鹽電催化還原反應與環己酮氧化為環己酮肟(cyclohexanone oxime,尼龍的關鍵化學品)耦合能夠替代傳統的高耗能生產過程。但是目前硝酸鹽還原的催化劑通常生成*NH2OH中間體的反應動力學非常緩慢,導致大電流密度電催化硝酸鹽還原仍然是個巨大挑戰。
有鑒于此,中國科學院化學所劉志敏研究員等報道Cu1MoOx/NC電催化劑,這種電催化劑的高密度Co-Mo雙原子位點能夠選擇性還原硝酸鹽,并且穩定*NH2OH,而且能夠在0.5 A cm-2的工業電流密度以94.5 %法拉第效率和3.0 mol g-1 h-1的產率生成環己酮肟。
本文要點
(1)
通過原位表征發現Cu-Mo雙原子位點能夠阻礙羥基中間體的加氫脫氧反應,選擇性生成*NH2OH,因此得到高效率合成環己酮肟。
(2)
這項工作展示了通過硝酸鹽廢水進行高性能電催化合成環己酮肟,說明這種催化反應的工業制備環己酮肟前景。
參考文獻
Runyao Zhao, Yiding Wang, Jiaju Fu, Fengtao Zhang, Linzi Wen, Yanfei Zhao, Bo Guan, Buxing Han, and Zhimin Liu*, Achieving over 90% Faradaic Efficiency in Cyclohexanone Oxime Electrosynthesis Using the Cu–Mo Dual-Site Catalyst, J. Am. Chem. Soc. 2024
DOI: 10.1021/jacs.4c11413
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c11413