乙二醇氧化反应（EGOR）是燃料电池和电化学转化的重要反应，因其高能量密度和环境友好性而成为研究热点。然而，当前在催化剂性能和稳定性方面仍存在挑战，尤其是在电极表面活性降低及催化剂的耐久性问题上，限制了EGOR的实际应用。
因此，上海交通大学陈立桅课题组以及徐鹏涛、刘晰等人携手在Nature Communications期刊上发表了题为“Potential cycling boosts the electrochemical conversion of polyethylene terephthalate-derived alcohol into valuable chemicals”的最新论文。研究者们提出采用纳米结构的Pd/NF作为催化剂，通过优化电位循环策略和电解质条件，有效提升了EGOR的性能。此外，团队使用电化学阻抗谱（EIS）和原位表面增强拉曼光谱（SERS）技术，深入分析了催化剂在反应过程中的动态变化及其表面特性。
实验结果表明，Pd/NF在不同电化学环境下表现出优异的电化学活性和稳定性，为进一步发展高效的电化学转化技术提供了新思路。综上所述，通过针对EGOR的催化剂优化和电化学条件的改进，研究为可持续能源转化领域的进步做出了重要贡献。
陈立桅，1973年10月出生于浙江宁波。中国化学会会士，上海科技大学特聘教授，上海交通大学化学化工学院教授，上海交通大学溥渊未来技术学院教授，物质科学原位中心主任、溥渊未来技术学院未来电池研究中心联席主任。1988年9月考入中国科技大学少年班，1993年在中国科学技术大学获学士学位， 1996年获北京大学硕士学位，2001年获哈佛大学博士学位，2001至2004年在哥伦比亚大学和IBMT.J.Waston做联合博士后研究，2004至2008年于美国俄亥俄大学任tenure track assistant professor，2008年8月进入中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，担任“百人计划”研究员。2018起任上海交通大学化学化工学院教授。2023年7月，当选2022年度中国化学会会士。
交大化院Science发文：原位合成过氧化氢实现尼龙单体的绿色合成：
（1）实验首次在电化学氧化反应中使用了Pd/NF作为工作电极，得到了显著的乙二醇氧化反应性能，表现出高的转化率和选择性。通过优化电极材料和电解质条件，实现了对反应机制的深入理解。
（2）实验通过扫描透射电子显微镜（STEM）和X射线光电子能谱（XPS）等多种表征技术，揭示了Pd/NF的结构特征及其在电化学反应中的稳定性。结果表明，Pd/NF在不同电位循环和流动条件下保持了良好的催化性能，显示出在实际应用中的可行性。
（3）在电化学测试中，使用了标准三电极系统，实验结果表明Pd/NF的电化学活性明显优于传统催化剂，证明了其在碱性条件下的优越表现。
（4）通过流动池系统的设计和优化，成功实现了反应产物的定量分析，提供了针对乙二醇氧化反应的有效研究路径，并为后续的催化剂设计奠定了理论基础。
图1：Pd/NF的结构特征及其在恒电位下的EGOR性能。
图2：贵金属在CP-EGOR下的失活机制。
图3：Pd/NF在电位循环策略下的EGOR性能。
图4：EPC-EGOR下贵金属表面的演变。
图5：EPC-EGOR的参数控制与稳定性。
图6：流动池系统中CP模式与EPC模式下的EGOR比较。
本文的研究揭示了贵金属在电化学反应中的重要性，特别是在乙二醇氧化反应（EGOR）中的应用。通过对Pd/NF电极的表征和性能评估，研究者深入探讨了在不同电位和循环策略下，催化剂表面演变及其失活机制。这一发现不仅为优化催化剂提供了新的思路，还强调了电解质环境及电极设计对反应效率的关键影响。
此外，采用原位SERS和电化学阻抗谱等先进技术，研究者能够实时监测反应过程中的变化，从而更好地理解反应机制。这为今后在电催化领域开发新型高效催化剂奠定了基础，同时也为资源回收和可持续发展提供了有益启示。
通过对PET水解获得的乙二醇的利用，研究显示了废弃物转化为有价值产品的潜力，进一步促进了绿色化学的进展。这些研究结果不仅为电化学反应的优化提供了科学依据，也为未来在电催化和材料科学领域的研究方向指明了道路。
Zhao, G., Lin, J., Lu, M. et al. Potential cycling boosts the electrochemical conversion of polyethylene terephthalate-derived alcohol into valuable chemicals. Nat Commun 15, 8463 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-52789-2
