电催化甘油氧化反应(GOR)是一种温和而且符合可持续发展的途径,能够用于生产甲酸盐等具有高附加值的化学品。然而,合理设计并可控合成高效催化剂,实现甘油向甲酸盐的高选择性C-C键断裂,仍然是一个巨大的挑战。
有鉴于此,天津大学张志成教授、西南石油大学张辉教授等通过独特的柯肯达尔(Kirkendall)过程,制备Pd-Cu双活性位点的原子级Pd掺杂的氮化铜(Cu3N)空心纳米立方体,该催化剂表现出优异的电催化甘油氧化反应活性以及对甲酸盐的选择性,最大的法拉第效率达到91.6 %。
本文要点:
(1)
原位光谱表征和理论计算表明,Cu取代位点的Pd原子能够促进活性*OH的生成,增强甘油分子在相邻Cu位点的吸附;Cu3N结构中的Pd原子则能够有效地降低切断C-C化学键的决速步骤能垒。
(2)
这项工作为开发结构明确的双活性位点催化剂,促进甘油电化学氧化制备甲酸盐提供新思路。
参考文献
Junjun Li, Yizhen Zhang, Liya Zhang, Qi Zhou, Jiangrong Yang, Yu Fu, Le Yu, Yuanmiao Sun, Zhenhua Li, YuChen Qin, Ding Yi, Hui Zhang, Dingsheng Wang, Zhicheng Zhang, Facilitating OH* Generation on Atomic Pd–Cu Dual Sites towards Efficient Glycerol Electrooxidation to Formate, Angew. Chem. Int. Ed. 2025
DOI: 10.1002/anie.202425006
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202425006