乙二醇是一种需求量大的重要商品化学品,传统的乙烯热催化氧化法生产乙二醇,消耗大量化石燃料,排放大量二氧化碳。一步电化学方法提供了一种可持续的途径,但其缺点是依赖贵金属催化剂,活性低,选择性一般。
在此,清华大学Bi-Jie Li,Haohong Duan报道了在碳纳米管(CoPc/CNT)上负载的钴酞菁分子催化剂上,乙烯一步电化学氧化成乙二醇。
文章要点
1)在室温和常压下,该催化剂的乙二醇选择性为100%,周转频率为1.78 min-1,比钯催化剂更具竞争力。
2)实验数据表明,该催化剂依次协调多个任务,包括电化学水活化生成高价Co-oxo物质,乙烯环氧化通过氧转移提供环氧乙烷中间体,最终在原位形成的Lewis酸位点促进环氧乙烷开环生成乙二醇。
这项工作为基于一步,储量丰富的金属催化和可再生电力驱动路线的商品化学品合成提供了一个很好的机会。
参考文献
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