近日,安徽大學材料科學與工程學院李士闊教授團隊在國際頂級學術期刊發表最新研究成果,設計合成了鈰單原子修飾的雙相銅合金催化劑用于電化學催化制取乙酸,為乙酸的綠色工業化合成提供了全新解決方案。
利用一氧化碳電還原(CORR)制取乙酸是一種具有顯著優勢的綠色合成方法,相較于傳統工業化生產能夠有效降低反應能耗并減少二氧化碳排放。然而,此項技術在實際應用中仍面臨生成乙酸選擇性低和運行穩定性差兩大瓶頸,這嚴重限制其工業化應用。針對這一挑戰,研究團隊利用鈰單原子修飾雙相銅,成功研制了一種具有連續相界面的合金催化材料。鈰單原子能降低表面電子密度,減少氫中間體在材料表面的覆蓋度,促進關鍵中間體轉化。最終實現一氧化碳向乙酸鹽轉化的法拉第效率高達71%,部分電流密度達到111毫安每平方厘米,運行穩定時長可達138小時。
這項研究為開發高效穩定的CORR制乙酸催化材料提供了新的設計思路,對促進乙酸的綠色電化學合成具有重要意義。團隊表示,下一步將聚焦催化劑規模化制備技術,加速綠色化工產業升級。(實習記者:師亞萍)
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