?Angew:單原子調(diào)制促進(jìn)電催化乙烯環(huán)氧化 2024年4月13日 下午1:43 ? T, 頂刊 ? 閱讀 19 在環(huán)境條件下,利用乙烯和水電化學(xué)合成環(huán)氧乙烷(EO)是一種低碳替代現(xiàn)有工業(yè)生產(chǎn)工藝的方法。然而,目前的電催化乙烯環(huán)氧化途徑在很大程度上受到缺乏活性、EO選擇性和長期穩(wěn)定性催化劑的阻礙。 基于此,大連化學(xué)物理研究所包信和院士、汪國雄研究員和高敦峰研究員等人報(bào)道了一種單原子釕(Ru)摻雜荷蘭石結(jié)構(gòu)的KIr4O8(KIrRuO)納米線催化劑,用于通過氯化物介導(dǎo)的乙烯環(huán)氧化工藝高效生產(chǎn)EO。KIrRuO催化劑的EO局部電流密度高達(dá)0.7 A cm-2,EO收率高達(dá)92.0%。 VASP解讀 通過DFT計(jì)算,作者研究了單原子Ru摻雜KIr4O8(KIrRuO)納米線催化劑上電催化乙烯環(huán)氧化的反應(yīng)機(jī)理。以三層組成的1×3×1超級(jí)單體KIr4O8(200)表面作為模型,作者考慮了氯離子介導(dǎo)的乙烯環(huán)氧化過程的兩種反應(yīng)途徑:首先加入*OH生成*CH2CH2OH(途徑1: *CH2CH2 → *CH2CH2OH → *ClCH2CH2OH,即OH-Cl途徑)或首先加入Cl生成*CH2CH2Cl(途徑2: *CH2CH2 → *CH2CH2Cl → *ClCH2CH2OH,即Cl-OH途徑)。 此外,作者計(jì)算了Cl吸附在Ir-bridge和Ir-top位點(diǎn)上的KIr4O8(200)上的完整反應(yīng)路徑。乙烯的吸附在所有Ir位點(diǎn)上都是放熱和熱力學(xué)上有利的,而不考慮Cl的吸附。由于Cl被吸附在Ir-top位點(diǎn),無論是Cl還是*OH,乙烯氧化的第一步自由能都是下降,但第二步需要能量輸入,途徑1生成*ClCH2CH2OH所需的反應(yīng)能量輸入較低,為0.28 eV。在Ir-bridge位點(diǎn)上吸附Cl的情況下,途徑1和途徑2將分別需要1.13和1.26 eV的能量輸入。因此,在KIr4O8(200)表面上形成*ClCH2CH2OH傾向于遵循途徑1,Cl吸附在Ir-top位點(diǎn)。 Boosting Electrocatalytic Ethylene Epoxidation by Single Atom Modulation. Angew. Chem. Int. Ed., 2024, DOI: 10.1002/anie.202402950. 原創(chuàng)文章,作者:Gloria,如若轉(zhuǎn)載,請注明來源華算科技,注明出處:http://www.xiubac.cn/index.php/2024/04/13/d41f868285/ 催化 贊 (0) 0 生成海報(bào) 相關(guān)推薦 ?天大/南開Angew.:Al摻雜NiFe系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高效全水解 2023年10月11日 潘鋒/謝琳等AEM:Al取代改性Li@Mn6超結(jié)構(gòu)單元,提高無鈷富鋰正極的長循環(huán)性能 2023年10月27日 陸盈盈/張魏棟:最新AFM! 2023年10月10日 寧志軍JACS: 一步合成高性能錫鈣鈦礦太陽能電池的SnI2·(DMSO)x加合物 2023年11月3日 歐陽明高/張強(qiáng)/韓雪冰/趙辰孜,重磅EES綜述! 2023年10月8日 Edward H. Sargent院士,又一重磅JACS! 2024年5月12日