电解水产生的活性氧物种(OH*/O*)对于有机化合物电催化氧化制备高附加值化学品非常重要,并且活性氧决定了有机化合物氧化的催化活性和产物选择性,但是目前人们对于活性氧与活性/选择性之间的关系并不清楚。
有鉴于此,北京化工大学邵明飞教授、栗振华教授等报道以甘油的电化学氧化模型反应,系统研究甘油氧化活性和OH*生成能(ΔGOH*)之间的关系。
本文要点
(1)
首先发现在各种金属上的情况,发现吸附在Au上的OH*具有最高的甘油电化学氧化性能。随后,发现Au合金上的ΔGOH*受到OH*结合位点的金属组成影响。
(2)
此外,观测发现甘油分子的吸附能与Au合金的d能带中心之间具有线性变化关系。而且通过微动力学分析计算,进一步的发现甘油氧化的活性、OH*形成能(ΔGOH*)、甘油分子吸附能(ΔGads)之间的火山型变化。Au3Pd和Au3Ag合金靠近火山图的顶部,由于合适(不是过高或者过低)的ΔGOH*与ΔGads,因此具有优异的活性。
这项研究从理论角度说明调节电解水反应的活性氧物种对于增强电催化有机氧化反应的重要性。
参考文献
Jiangrong Yang, Tian Xia, Hao Li, Hong Yan, Xianggui Kong, Zhenhua Li, Mingfei Shao, Xue Duan, Evaluation of Active Oxygen Species Derived from Water Splitting for Electrocatalytic Organic Oxidation, Angew. Chem. Int. Ed. 2024
DOI: 10.1002/anie.202413457
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202413457