由于動力學(xué)上有利的析氫反應(yīng)和過度加氫，電催化炔烴半加氫生產(chǎn)具有高收率和法拉第效率的烯烴在技術(shù)上仍然具有挑戰(zhàn)性。

2024年7月17日，湖南大學(xué)譚勇文教授在國際期刊Nature Communications發(fā)表題為《Alloying and confinement effects on hierarchically nanoporous CuAu for efficient electrocatalytic semi-hydrogenation of terminal alkynes》的研究論文。

在這里，研究團(tuán)隊提出了一種分級納米多孔Cu₅₀Au₅₀合金來提高炔烴半加氫的電催化性能。

Hnp-Cu₅₀Au₅₀的結(jié)構(gòu)表征。

利用Operando X射線吸收光譜和密度泛函理論計算，研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)Au調(diào)節(jié)Cu的電子結(jié)構(gòu)，本質(zhì)上抑制H*結(jié)合形成H₂并削弱烯烴吸附，從而促進(jìn)炔烴半加氫并阻礙烯烴過加氫。

炔烴半加氫催化劑的電催化性能。

有限元法模擬和實驗結(jié)果表明，分級納米孔催化劑通過增強(qiáng)納米孔內(nèi)的電場，誘導(dǎo)產(chǎn)生豐富的K+陽離子的局部微環(huán)境，加速水電解形成更多的H*，從而促進(jìn)炔烴的轉(zhuǎn)化。

催化劑表面微環(huán)境的研究。

結(jié)果，納米多孔Cu₅₀Au₅₀電催化劑實現(xiàn)了炔烴的高效電催化半加氫，在寬電位窗口內(nèi)轉(zhuǎn)化率為94%，選擇性為100%，法拉第效率為92%。

該工作為高性能電催化轉(zhuǎn)移半加氫催化劑的合理設(shè)計提供了總體指導(dǎo)。

文獻(xiàn)信息：Meng, L., Kao, CW., Wang, Z. et al. Alloying and confinement effects on hierarchically nanoporous CuAu for efficient electrocatalytic semi-hydrogenation of terminal alkynes. Nat Commun 15, 5999 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-50499-3

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