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电气化商品化学转化为促进工业脱碳提供了一条新途径，目前，烯烃常温直接电氧化（eOOR）技术取得了重大进展。然而，小碳氢化合物的有机电氧化动力学仍然较差，例如乙二醇（EG）的生产。针对上述挑战，美国西北大学的Edward H. Sargent院士和Ke Xie教授等人在Journal of the American Chemical Society发表论文，该团队以乙烯氧化为模型反应，探索了多金属氧酸盐（POMs）作为eOOR的氧化还原介质，以同时激活并稳定轻烯烃。钌取代的POM（Ru-POM）K5Si[Ru(H2O)W11O39]在乙烯氧化制EG中表现出良好的活性。![]()
作者确定了Ru-POM的两步氧化机制。Ru-POM中的Ru中心在阳极处被氧化到较高的氧化态，然后部分氧化乙烯；部分氧化的乙烯被Ru-POM带到阳极进一步氧化，生成EG。在此过程中，Ru-POM同时作为氧化还原介质和乙烯载体，与C2H4形成配合物4，并进行电催化氧化生成最终产物。![]()
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作者开发了一种反应系统，将eOOR分为两个隔离部分：一个是电解槽，POM通过失去电子被激活，另一个是阳极储层，被激活的POM与乙烯发生反应。
通过对催化剂和反应器设计的优化，在100 mA/cm2下，其对于EG生产实现了82%的法拉第效率。当与阴极析氢耦合时，电极的全电池电压在100 mA/cm2时为2.2 V。
Ru-POM介导的电催化系统降低了EG生产所需的预计能耗，每吨EG需要9 GJ（并协同生产0.04吨H2），而传统工艺的能耗为20 - 30 GJ/吨。
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通过对催化剂和反应器设计的优化，在100 mA/cm2下，其对于EG生产实现了82%的法拉第效率。当与阴极析氢耦合时，电极的全电池电压在100 mA/cm2时为2.2 V。![]()
Ru-POM介导的电催化系统降低了EG生产所需的预计能耗，每吨EG需要9 GJ（并协同生产0.04吨H2），而传统工艺的能耗为20 - 30 GJ/吨。本公众号原创内容欢迎转发分享，如需转载，请后台私信。我们对文中观点保持中立，仅供参考交流，不构成投资建议。如涉及版权及其他问题，请联系我们删除，谢谢！
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