化石燃料资源的迅速枯竭及其使用对环境造成的不利影响促使人们不断研究从廉价和丰富的资源中产生替代的可持续能源和化学品。有鉴于此,澳大利亚莫纳什大学的Jie Zhang、武汉科技大学的黄亮等研究人员,报道了CuPd双金属催化剂在醋酸水溶液中提高2-甲基呋喃选择性的糠醛加氢反应。
本文要点
1)研究人员报道了一系列用于糠醛在0.1M醋酸(pH 2.9)水溶液中电化学加氢(ECH)生成2-甲基呋喃(MF或FurCH3,其中Fur=糠基)的CuPd催化剂。
2)MF的最高法拉第效率(FE)在-0.58 vs可逆氢电极时达到75%,平均分电流密度为4.5 mA cm-2。
3)原位表面增强拉曼光谱和动力学同位素实验表明,电生吸附氢(Hads)参与了反应,钯的加入提高了Hads的表面覆盖率,优化了糠醛的吸附模式,从而使MF的铁含量更高。
4)密度泛函理论计算表明,钯的加入降低了FurCH2*到FurCH3*加氢反应的能垒。
本文研究表明,催化剂的表面结构/组成在决定ECH的选择性方面起着至关重要的作用,并为设计生物衍生氧化物的ECH高级催化剂提供了新的策略。
参考文献:
Peng Zhou, et al. Electrochemical hydrogenation of furfural in aqueous acetic acid media with enhanced 2-methylfuran selectivity using CuPd bimetallic catalysts. Angewandte Chemie, 2022.
DOI:10.1002/anie.202117809
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202117809