导读
近日，能源材料化学协同创新中心（iChEM）邓德会研究员团队在乙炔加氢制乙烯研究方面取得新进展，提出了在室温、常压下直接用水做氢源的高效电催化乙炔加氢制乙烯新路径。相关研究成果以“Highly efficient ethylene production via electrocatalytic hydrogenation of acetylene under mild conditions”为题发表于《自然-通讯》（Nature Communications, 2021, 12, 7072）。
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该工作中，研究团队提出了一种室温电催化乙炔加氢制乙烯方法。相比于传统的热催化方法，该过程在常温常压下直接利用水作为氢源进行反应，从而避免了氢气的额外供给；与基于可再生能源的电能结合，该过程提供了一种环境友好、廉价、高效的乙炔加氢制乙烯新路径。通过优化Cu微粒催化剂来暴露更多的活性面来促进乙炔相对于氢的竞争吸附，并利用气体扩散层来促进气/液/固三相界面的形成以及乙炔的传质，该过程在-0.6 V（vs. RHE）和29 mA cm-2电流密度下，乙烯产物的法拉第效率高达83.2%，且几乎无过度加氢产物乙烷的生成。原位光谱表征结合理论计算研究发现，Cu表面向吸附态乙炔分子的电子转移促进了乙炔的优先吸附和加氢，从而抑制了析氢副反应；该过程通过电子耦合质子转移机制，实现了高选择性电催化乙炔加氢制乙烯。该工作为温和条件下的高效乙炔加氢制乙烯提供了新思路。下载化学加APP，阅读更有效率。
电化学乙炔加氢制乙烯与传统热催化方法的对比（左图）及其示意图（右图）
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