可再生能源驱动的甲烷（CH₄）在环境条件下的转化是一个极具吸引力但又极具挑战性的研究。由于CH₄的高度惰性，其第一个C-H键的选择性断裂而没有过氧化，对于将CH₄转化为增值化学品至关重要。

近日，复旦大学郑耿峰教授报道了通过引入高浓度的Cl^-离子电解质，发展了一种*Cl中间体促进的电化学CH₄转化策略，实现了*Cl将CH₄原位转化为CH₃Cl。

文章要点

1）由于Co-Ni混合尖晶石具有很强的电化学生成*Cl的能力，而八面体位置的Ni³⁺可以更好地稳定表面结合的*Cl物种，因此Co-Ni混合尖晶石被认为是实现上述转化有效电催化剂。

2）实验结果显示，CoNi₂Ox电催化剂在饱和NaCl溶液中表现出优异的CH₄到CH₃Cl的活性（2.3V时为364 mmol·g^-1·h^-1）和高CH₃Cl/CO₂选择性（超过400），在模拟海水中的活性为86.5 mmol·g^-1·h^-1，CH₃Cl/CO₂的选择性为7。

这项研究工作提出了一种室温电化学CH₄升级为增值化工产品的极有前途的策略，并提供了进一步控制激活其他惰性化学键的途径。

参考文献

Qihao Wang, et al, Electrocatalytic Methane Oxidation Greatly Promoted by Chlorine Intermediates, Angew. Chem. Int. Ed., 2021

DOI: 10.1002/anie.202105523

https://doi.org/10.1002/anie.202105523