乔世璋Angew：局部环境决定的反应物吸附构型用于促进丙酮电催化加氢制丙烷

Nanoyu

2021-11-26

在电催化中，反应物和反应中间体的吸附行为对催化剂对目标产物的选择性起着至关重要的作用。目前，大多数吸附构型的调整都是通过优化特殊设计的催化剂的电子结构来实现。

近日，澳大利亚阿德莱德大学乔世璋教授，Yao Zheng报道了展示了一种无需任何催化剂工程即可解决问题并控制反应路径的策略。

文章要点

1）利用工业Pt/C催化剂，研究人员首次证明了丙烷的选择性和HER的活性都与丙酮反应物的吸附构型密切相关，而丙酮的吸附构型受催化剂表面局部H⁺浓度的控制。

2）利用原位傅里叶变换红外光谱（FTIR）和电化学分析，研究人员发现，丙酮在Pt表面的垂直吸附导致了较高的APH效率，而丙酮在Pt表面的垂直吸附直接导致了较高的H⁺浓度。相反，低H⁺浓度环境导致丙酮吸附平坦，APH效率下降。此外，Operando密度泛函理论（DFT）计算揭示了外加电位和表面H*覆盖度两个因素对丙酮吸附垂直构型和平面构型转变的关键作用。

与传统催化剂的电子结构调整方法不同，只需在局部环境中调节pH值，就可以直接控制中间体的吸附构型，从而在提高APH反应效率的同时抑制了HER。

参考文献

Xuesi Wang, et al, Local Environment Determined Reactant Adsorption Configuration for Enhanced Electrocatalytic Acetone Hydrogenation to Propane, Angew. Chem. Int. Ed., 2021

DOI: 10.1002/anie.202114253

https://doi.org/10.1002/anie.202114253