以H2O为氢源的电催化转移炔烃半加氢在工业上有前景,可用于选择性电合成高附加值烯烃,同时抑制生成烷烃副产物。虽然取得了巨大成就,但是炔烃的转移加氢催化反应的发展受到设计原子级复杂电催化剂的限制。
有鉴于此,四川大学刘犇研究员等报道发现单晶介孔铜纳米板(meso-Cu-PL)作为一种坚固而高效的电催化剂,用于从炔烃在H2O中的转移半氢化反应中选择性电合成烯烃。通过简单的外延生长策略,使用功能性C22H45N(CH3)2-C3H6-SH作为形成介孔和控制结构的表面活性剂双重功能,制备了各向异性介孔Cu-PL。
本文要点:
(1)
与表面平坦的无孔Cu对应物不同,含介孔的Cu PL暴露出丰富的Cu+位点,这不仅稳定了电催化H2O裂解物种活性H*自由基,避免偶联为H2分子,而且在动力学上加速了烯烃的半氢化脱附。
以4-氨基苯乙炔(4-AP)为底物,各向异性meso-Cu-PL具有优异的电催化转移半氢化性能,4-氨基苯乙烯(4-AS)选择性高达99 %,4-AP转化率为100 %,循环稳定性良好(6次循环)。而且,meso-Cu-PL在电催化下适用于各种炔烃的转移半氢化。
(2)
这项工作为设计具有结构功能金属位点的稳健介孔金属电催化剂提供新型策略,该催化剂应用于H2O中工业增值化学品的选择性电合成。
参考文献
Hao Lv, Lizhi Sun, Deqing Tang, Ben Liu, Mesoporous Cu Nanoplates with Exposed Cu+ Sites for Efficient Electrocatalytic Transfer Semi-Hydrogenation of Alkynes, Angew. Chem. Int. Ed. 2025
DOI: 10.1002/anie.202423112
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202423112