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【48812】雨后初霁科大在丙烯电催化氧化制12-丙二醇范畴获得新进展
来源： 爱游戏全站登陆 时间： 2024-07-04 01:34:21
1,2-丙二醇是一种抱负的化工原料，其大范围的应用于出产不饱和聚酯树脂、药品和防冻剂等。1,2-丙二醇的传统制备办法阅历丙烯氧化制环氧丙烷以及环氧丙烷水解两步进程。在传统制备进程中需运用高污染的氯气作为氧化剂，且环氧丙烷水解需在高温或强酸性环境下进行。相比之下，一步法丙烯电催化氧化制1,2-丙二醇不光沉痛简化制备工艺，且反响以水为氧源，避免了氯气的运用，从而有用缓解传统工艺中高污染、高能耗等许多问题。关于丙烯电催化氧化制备1,2-丙二醇的反响进程中，氧物种*OH的生成以及氧物种*OH与丙烯的耦合为两个关键步骤。其间催化剂对氧物种*OH的强吸附有利于水解离为*OH，而对氧物种*OH的弱吸附则有利于丙烯与*OH的耦合。这种氧物种*OH的生成和后续与丙烯耦合进程使得氧物种*OH在催化剂外表的吸附能存在线性标度联系，极大约束了丙烯电催化氧化制1,2-丙二醇的催化活性。
图2. 吡唑银催化剂结构的可逆动态互变促进丙烯电催化氧化制1,2-丙二醇
在本作业中，研讨人员规划出一种具有可逆动态互变结构的吡唑银分子催化剂。因为N-H和氧物种*OH之间的氢键效果，具有吡咯N-H结构的吡唑银催化剂对氧物种*OH具有较强的吸附，促进水解离生成*OH；吡咯N-H结构易于产生去质子化，构成H空位导致氢键效果消失。具有H空位结构的吡唑银催化剂对氧物种*OH的吸附削弱，从而加快*OH与丙烯耦合。随后，H空位与质子氢复合，从头构成具有吡咯N-H结构的吡唑银（图2）。吡唑银催化剂结构的动态互变使其具有可变的*OH吸附能，从而打破对*OH吸附能的线性标度联系，有用提高丙烯电催化氧化制1,2-丙二醇活性。功能评价标明，在施加相关于银/氯化银电极为2.0 V的作业电位下，吡唑银催化剂生成1,2-丙二醇的产率高达288.9 mmol gcat-1h-1，比迄今为止报导的最优电催化剂功能高一个数量级。
该项研讨遭到中科院先导、科技部要点研制方案和国家自然科学基金委等项目赞助。耿志刚副教授为该论文的通讯作者，博士生柯景文、迟明芳和特任副研讨员赵建康为论文的一起榜首作者。