清华大学/湖北师范大学Angew：调节氢溢流实现苯酚选择性电还原为环己酮
学术
2024-12-17 20:41
上海
苯酚的选择性电催化加氢反应是符合可持续发展的环己酮制备方法，环己酮是非常重要的聚合物合成原料。但是如何在苯酚电催化加氢制备环己酮的反应中得到高选择性和高法拉第效率仍然是个巨大挑战，这是因为环己酮容易过度加氢生成环己醇，而且存在竞争性HER反应。有鉴于此，清华大学段昊泓副教授、湖北师范大学朱玉荃博士等报道通过利用氢溢流效应实现调节吸附氢（Hads），在锐钛矿相TiO2载体担载Pt催化剂中，将吸附氢从Pt表面迁移到TiO2表面。要点1. 在苯酚的电催化选择性加氢反应中，环己酮的选择性达到94 %，法拉第效率达到63 %。比以往报道的性能更好。要点2. 电化学循环伏安（CV）测试和电化学Raman光谱表征结果验证了Hads从Pt迁移到TiO2。作者认为，TiO2导致氢溢流效应促进Pt催化剂表面的Hads较少，因此阻碍了环己酮的过度加氢以及HER副反应。通过调节TiO2实现控制氢溢流的强度和环己酮的选择性，研究发现其他可还原金属氧化物载体（金红石TiO2、CeO2、WO3）上同样具有这种现象。这项工作展示了电催化反应调节加氢选择性的有效策略，这种策略利用热催化广泛应用的氢溢流效应实现调节电催化加氢反应选择性。Yuanbo Liu, Kaiyue Ji, Xi Wang, Qiujin Shi, An-Zhen Li, Zhuoqun Yin, Yu-Quan Zhu, Haohong Duan, Modulating the Coverage of Adsorbed Hydrogen via Hydrogen Spillover Enables Selective Electrocatalytic Hydrogenation of Phenol to Cyclohexanone, Angew. Chem. Int. Ed. 2024DOI: 10.1002/anie.202419178https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202419178
