丙烯电氧化生成1,2丙二醇(PG)的过程包括*OH的生成和*OH向丙烯中C=C键的转移两个关键步骤。强*OH结合能(E_B(*OH))有利于H₂O离解成*OH，而*OH向丙烯的转移将受到阻碍。E_B(*OH)的比例关系在影响丙烯电氧化的催化性能方面起着关键作用。

近日，中科大耿志刚采用固定化银吡唑分子催化剂（表示为AgPz）作为电催化剂，将丙烯高效电氧化为PG。

文章要点

1）AgPz中的吡咯N-H可以去质子化形成吡咯N（表示为AgPz-H_vac），它可以被可逆地质子化。在丙烯电氧化过程中，AgPz上的强E_B(*OH)有利于H₂O离解成*OH。随后，AgPz转化为具有弱E_B(*OH)的AgPz-H_vac，有利于*OH与丙烯的进一步结合。

2）AgPz和AgPz-H_vac之间的动态可逆相互转化可以打破EB(*OH)的标度关系，从而大大降低反应势垒。在2.0 V（对比Ag/AgCl）时，AgPz实现了288.9 mmol_PG g_cat⁻¹ h⁻¹的显着产率，比迄今为止的最高值高出一个数量级以上。

3）原位光谱测量和pH依赖性活动进一步验证了AgPz和AgPz-H_vac之间的动态可逆相互转换。

参考文献

Jingwen Ke, et al, Dynamically Reversible Interconversion of Molecular Catalysts for Efficient Electrooxidation of Propylene into Propylene Glycol, J. Am. Chem. Soc., 2023

DOI: 10.1021/jacs.3c00660

https://doi.org/10.1021/jacs.3c00660