以H2O為氫源的電催化轉移炔烴半加氫在工業上有前景,可用于選擇性電合成高附加值烯烴,同時抑制生成烷烴副產物。雖然取得了巨大成就,但是炔烴的轉移加氫催化反應的發展受到設計原子級復雜電催化劑的限制。
有鑒于此,四川大學劉犇研究員等報道發現單晶介孔銅納米板(meso-Cu-PL)作為一種堅固而高效的電催化劑,用于從炔烴在H2O中的轉移半氫化反應中選擇性電合成烯烴。通過簡單的外延生長策略,使用功能性C22H45N(CH3)2-C3H6-SH作為形成介孔和控制結構的表面活性劑雙重功能,制備了各向異性介孔Cu-PL。
本文要點:
(1)
與表面平坦的無孔Cu對應物不同,含介孔的Cu PL暴露出豐富的Cu+位點,這不僅穩定了電催化H2O裂解物種活性H*自由基,避免偶聯為H2分子,而且在動力學上加速了烯烴的半氫化脫附。
以4-氨基苯乙炔(4-AP)為底物,各向異性meso-Cu-PL具有優異的電催化轉移半氫化性能,4-氨基苯乙烯(4-AS)選擇性高達99 %,4-AP轉化率為100 %,循環穩定性良好(6次循環)。而且,meso-Cu-PL在電催化下適用于各種炔烴的轉移半氫化。
(2)
這項工作為設計具有結構功能金屬位點的穩健介孔金屬電催化劑提供新型策略,該催化劑應用于H2O中工業增值化學品的選擇性電合成。
參考文獻
Hao Lv, Lizhi Sun, Deqing Tang, Ben Liu, Mesoporous Cu Nanoplates with Exposed Cu+ Sites for Efficient Electrocatalytic Transfer Semi-Hydrogenation of Alkynes, Angew. Chem. Int. Ed. 2025
DOI: 10.1002/anie.202423112
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202423112