JACS：生物质阳极氧化合成燃料

纳米技术

2022-12-09

通过电催化的方式将生物质分子转化为燃料是解决能源危机的前景技术。但是目前溶液电解液的相关研究非常缺乏。

有鉴于此，湖南大学王双印、邹雨芹等报道通过阳极电催化反应方法，研究室温和大气气氛Ni基电催化剂，将生物质分子转化为燃料。电催化反应中，航空燃料分子的选择性达到95.4 %，库伦效率达到210 %。

本文要点

（1）

通过一系列原位表征技术，说明Ni²⁺是反应的C-C偶联反应催化剂，这种电催化反应能够生成自由基阳离子，而且能够阻碍副反应。

电化学反应能够催化活化呋喃甲醛，并且生成阳离子自由基，因此导致链增长的持续时间增加为2倍。

（2）

乙酰丙酸（levulinic acid）在C-C偶联反应中起到非常重要的作用。乙酰丙酸在Ni₃N催化位点的吸附强度比呋喃甲醛的吸附更强，因此电催化反应过程中阻碍呋喃甲醛的副反应，实现较高的电催化反应选择性。而且乙酰丙酸吸附在Ni₃N催化剂表面，阻碍Ni生成Ni³⁺，因此电催化反应更容易进行偶联。

这项工作从生物质分子高效制备航空燃料，而且为理解阳极偶联反应提供帮助。

参考文献

Jingcheng Wu, Leitao Xu, Yingying Li, Chung-Li Dong, Yuxuan Lu, Ta Thi Thuy Nga, Zhijie Kong, Song Li, Yuqin Zou*, and Shuangyin Wang*, Anodic Cross-Coupling of Biomass Platform Chemicals to Sustainable Biojet Fuel Precursors, J. Am. Chem. Soc. 2022

DOI: 10.1021/jacs.2c11153

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c11153