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汪淏田团队第6篇Joule:界面耦合助力高效烯烃氧化为乙二醇!
来源: 时间:2023-08-28 10:33:38 浏览:1783次


 第一作者:张守坤

通讯作者:汪淏田教授

通讯单位:美国莱斯大学

DOI: 10.1016/j.joule.2023.06.022


01


研究背景

耦合电化学和化学反应已经在传统的串联反应器系统中得到了证明,但它们的实际应用仍然归结为单个反应器的优化,而缺乏对耦合系统的整体研究。基于此,美国莱斯大学汪淏田教授团队等人报道了一个完全集成的系统,对比传统的串联系统,显著提高了催化性能。以电合成过氧化氢(H2O2)、以及H2O2用于烯烃环氧化反应为例,作者证明了在固态电解质反应器中,通过将化学反应限制在电极/电解质界面上,可充分利用电催化产生的界面高浓度H2O2产物来促进随后的乙烯环氧化反应。


02


文章要点

1. 对比串联反应器系统,这种耦合体系的乙二醇(C2H6O2, EG)生成速率获得了3倍提升,同时可获得高纯度乙二醇。

2. 该集成策略可以扩展到其他电化学-化学耦合反应,特别是当耦合反应对反应物浓度敏感时,可以避免电化学和化学反应之间通常需要克服高耗能的分离或浓缩步骤。

3. 该界面反应耦合体系在200 h内对EG的选择性为99.7%,浓度为150 mM,H2O2利用率高达93%。


03


图文展示

 

图1.不同的反应器耦合策略

 

图2.集成固态电解质反应器用于界面电化学-化学反应耦合

 

图3.在25 mA/cm2下催化剂的表征及电解槽性能

 

图4.比较界面集成反应体系和传统串联反应体系

 

图5.不同电解质、电流密度和TS-1催化剂负载下的EG生成分析

 

图6.稳定性测试

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全部 3小时前 四川
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