通过电催化实现的氯介导乙烯氯醇 (ECH) 乙烯氧化反应 (EOR) 因其可持续性和温和的反应条件而具有实用价值。 然而，上述过程所必需的氯氧化反应 (COR) 通常由尺寸稳定的阳极 (DSA) 催化，其中含有高含量的贵金属 Ru 和/或 Ir。 开发由非贵金属或减少贵金属含量的高效 COR 电催化剂是非常可取的。

近日，华中师范大学Yi Huang，天津大学张兵教授报道了一种用单原子 Ir 取代的改性 Co₃O₄ (Ir₁/Co₃O₄)，作为中性海水中氯介导 EOR 至 ECH 的高效 COR 电催化剂。

文章要点

1）Ir₁/Co₃O₄ 对 ECH 的生成实现了高达 94.8% 的法拉第效率 (FE) 和出色的稳定性。

2）结合实验结果和密度泛函理论（DFT）计算，Ir1/Co3O4中独特的原子不对称Ir-O-Co结构具有强电子耦合效应，可以加速电子转移，提高反应动力学，并在COR过程中保持Co₃O₄的结构稳定性。

3）此外，阳极氯化物介导和阴极H₂O₂介导EOR耦合反应体系以乙烯为原料，对ECH和乙二醇（EG）进行电合成，总FE约为170%。 技术经济分析突出了该系统良好的应用前景。

参考文献

Linke Cai[, et al, Atomically Asymmetrical Ir–O–Co Sites Enable Efficient Chloride mediated Ethylene Electrooxidation in Neutral Seawater, Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202417092

DOI: 10.1002/anie.202417092

https://doi.org/10.1002/anie.202417092