生物质衍生物甘油的电化学氧化反应时重要的制备工业生物能源技术路线,同样也是制备高附加值化学品的方法。但是目前甘油的电化学转化通常面临非常缓慢的动力学、较低的法拉第效率、催化反应机理不明确等问题。
有鉴于此,中国科学院大连化物所吴忠帅研究员、Huan Li等报道高性能的电化学甘油氧化制备甲酸方法,这种方法使用Cu掺杂NiCo合金催化剂担载于泡沫Ni载体上(Cu-NiCo/NF),并且电催化与硝酸盐还原反应进行耦合。
本文要点
(1)
Cu-NiCo/NF电催化剂达到10 mA cm-2电流密度仅需1.23 V,甲酸的法拉第效率能够达到93.8 %。优异的电催化性能来自快速生成NiIII-OOH和CoIII-OOH,而且表面*O能够与反应中间体偶联。
(2)
Cu-NiCo/NF催化剂具有双功能,构筑的配对电催化体系能够同时制备NH3和甲酸,比HER反应的过电势低290 mV,而且具有长达144 h稳定性。
这项工作有助于设计催化剂以及发展生物质电化学精炼体系。
参考文献
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