甘油电化学氧化反应是制备高附加值化学品的一种创新性策略,人们认为甘油点氧化反应是具有前景的阳极反应替代OER反应。但是,通常甘油电化学氧化反应面临的高过电势和有限的选择性和有限的法拉第效率,这些困难限制了甘油电化学氧化的工业化。
有鉴于此,内蒙古大学武利民教授、王蕾教授、高瑞廷研究员等报道首次构筑了Re和Ru共掺杂过渡金属合金(NiCoFeRuRe)实现了高效的电化学氧化甘油制备甲酸盐,作为双功能催化剂,不仅能够甘油氧化反应,而且能够电催化制氢。
本文要点:
(1)
Ru能够快速产生M3+-OOH,Re能够阻碍OER反应和甘油的过度氧化,并且通过原位表征验证。优化后的NiCoFeRuRe催化剂,仅需1.133 VRHE就达到10 mA cm-2电流密度,制备甲酸盐的法拉第效率达到95.6 %,稳定性长达450 h。
(2)
重要的是,NiCoFeRuRe催化剂能够作为双功能催化剂,构筑的电解槽能够同时生成氢气和甲酸盐,电解槽的电压比电解水低265 mV,而且具有优异的350 h稳定性。
这项工作展示了一种简单的策略,实现了理性设计高性能甘油氧化催化剂用于生物质升级提质。
参考文献
Hengyi Chen, Rui-Ting Gao, Kerong Su, Zilong Li, Limin Wu, Lei Wang, Re and Ru Co-Doped Transition Metal Alloy as a Bifunctional Catalyst for Electrooxidation of Glycerol to Formate Coupled with H2 Production, Angew. Chem. Int. Ed. 2025
DOI: 10.1002/anie.202501766
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202501766