将PET衍生的乙二醇(EG)电转化为精细化学品和H₂是解决严重塑料污染的理想方案。

近日，中国科学院理化技术研究所Yong Chen，香港大学Edmund C. M. Tse设计了一种Pd-Ni(OH)₂/Ni泡沫协同催化剂(记为Pd-Ni(OH)₂/NF)用于EG-to-GA氧化反应。

文章要点

1）研究发现，Ni(OH)₂可以在相对较低的电位下有效地将Pd表面的OH-氧化成*OH活性物种。这些*OH物种不仅在协助EG的O-H/C-H键断裂以促进级联脱氢过程中发挥关键作用，而且还将有毒的羰基中间体快速转化为目标GA产物，从而保持催化剂的活性和稳定性。同时，通过界面相互作用调节的Pd的d带中心的下移和Ni亲氧性的增加可以协同地促进GA从活性Pd位到非活性Ni位的快速解吸和转移，避免其过度氧化或C-C键断裂。

2）结果表明，PdNi(OH)₂/NF显示了EG到GA的高效电氧化，甚至在工业水平的电流密度(600 mA·cm-2，1.15 V vsRHE)具有高法拉第效率(FE) (85%)和选择性(90%)，。值得注意的是，可以实现超过200小时的稳定电解，优于所有可用的Pd基电催化剂。

3）此外，将实际的双电极液流电解槽改造成用于PET电解重整和制氢，其中100 g PET原料在0.9 A(100mA·cm^-2)和1.2 V槽电压下产生83.3 g TPA(产率:96.3%)、23.2 g GA(产率:58.5%)和20.6 L H₂ (FE: 98%)，展示了该技术用于实际应用的潜力。

参考文献

Fulai Liu, et al, Concerted and Selective Electrooxidation of PET-derived Alcohol to Glycolic Acid at an Industry-level Current Density over a Pd-Ni(OH)₂ Catalyst, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202300094

DOI: 10.1002/anie.202300094

https://doi.org/10.1002/anie.202300094