Sargent等JACS：Ru-POM介导电化学乙烯氧化制备乙二醇
学术
2024-11-15 19:42
上海
由于制备乙二醇产生大量的碳消耗，因此人们对电化学乙烯氧化制备乙二醇产生兴趣。目前的研究中对于烃类分子的电化学氧化反应通常表现非常差的反应动力学。有鉴于此，美国西北大学Ke Xie、多伦多大学Edward H. Sargent等报道设计能够活化和稳定烯烃的介导分子。要点1. 发现Ru-POM, {Si[Ru(H2O)W11O39]}5–能够在100 mA cm-2电流密度实现82 %的乙二醇法拉第效率。要点2. 通过多种原位光谱表征技术、电化学研究、DFT理论计算，揭示了两步氧化机理：首先Ru-POM发生电化学氧化生成高价态，能够通过部分氧化的方式活化烯烃，形成中间体。随后中间体物种转移到阳极，进一步氧化生成乙二醇。通过Ru-POM介导的电化学合成体系能够降低能量消耗，制备乙二醇的能量仅为9 GJ ton-1，比以往方法能量消耗更低（20-30 GJ ton-1）。 Jiaqi Yu, Charles Bruce Musgrave III, Qiucheng Chen, Yi Yang, Cong Tian, Xiaobing Hu, Guangcan Su, Heejong Shin, Weiyan Ni, Xinqi Chen, Pengfei Ou, Yuan Liu, Neil M. Schweitzer, Debora Motta Meira, Vinayak P. Dravid, William A. Goddard III, Ke Xie*, and Edward H. Sargent*, Ruthenium-Substituted Polyoxoanion Serves as Redox Shuttle and Intermediate Stabilizer in Selective Electrooxidation of Ethylene to Ethylene Glycol, J. Am. Chem. Soc. 2024DOI: 10.1021/jacs.4c11891https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c11891
