來(lái)源：《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 第1版 要聞
發(fā)布時(shí)間：2024-04-24
本報(bào)訊（見(jiàn)習(xí)記者孫丹寧）中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所包信和院士、汪國(guó)雄研究員和高敦峰研究員團(tuán)隊(duì)在乙烯電催化轉(zhuǎn)化利用方面取得新進(jìn)展，提出反向單原子摻雜策略，實(shí)現(xiàn)了高活性高穩(wěn)定性的乙烯電催化環(huán)氧化制環(huán)氧乙烷。近日，相關(guān)成果發(fā)表于《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》。
環(huán)氧乙烷是一種用途廣泛的重要化工產(chǎn)品，目前工業(yè)上主要通過(guò)較高溫度和壓力下乙烯和氧氣的反應(yīng)來(lái)制備，由于該反應(yīng)易發(fā)生過(guò)度氧化，以及需要高溫高壓的條件，導(dǎo)致該過(guò)程排放出大量二氧化碳。鹵素介導(dǎo)的乙烯電催化環(huán)氧化反應(yīng)以水為氧源，可在溫和條件下進(jìn)行，能有效抑制乙烯的過(guò)度氧化，是制備環(huán)氧乙烷的一條低碳路徑。然而，鹵素介導(dǎo)的反應(yīng)環(huán)境具有強(qiáng)酸性、強(qiáng)腐蝕性、強(qiáng)氧化性等，對(duì)催化材料的要求極為苛刻。
該工作中，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)展了一種單原子Ru摻雜的錳鋇礦結(jié)構(gòu)KIr4O8納米線催化劑。該催化劑用于氯介導(dǎo)的乙烯環(huán)氧化反應(yīng)時(shí)，在優(yōu)化的反應(yīng)條件下，環(huán)氧乙烷的分電流密度最高為0.7A/cm2，環(huán)氧乙烷收率最高為92%，并且其催化穩(wěn)定性優(yōu)于未摻雜的KIr4O8催化劑。
該工作為利用單原子調(diào)變鄰近金屬位點(diǎn)的反應(yīng)性提供了新思路，并拓展了碳基資源電催化轉(zhuǎn)化的反應(yīng)路線。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1002/anie.202402950
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