Angew：NiFe2O4电催化合成氯乙醇

纳米技术

2023-02-03

工业制备氯乙醇的反应通常需要使用腐蚀性HCl或次氯酸，而且需要处理反应中产生的副产物或废物。

有鉴于此，天津大学张兵（Bin Zhang）、刘翠波（Cuibo Liu）等报道一种绿色高效电化学合成氯乙醇的方法，这种方法使用乙烯氧化物和NaCl作为反应物，在NiFe₂O₄纳米片电极上进行电催化氧化。

本文要点

（1）

理论计算结果显示，乙烯氧化物和Cl分别选择性吸附在Fe和Ni上，从而促进氯乙醇的合成。NiFe₂O₄具有较低的Cl·生成能和Cl·脱附能，有助于Cl·介导环氧乙烷开环反应。基于计算结果，制备了FeNi₂O₄纳米片催化剂电极材料，实现了以高选择性和转化率的方式合成氯乙醇。

（2）

作者发现电催化反应过程通过Cl自由基介导开环过程进行，通过高分辨率质谱表征技术验证Cl和碳自由基物种，这种电催化反应技术能够在1 h内电催化反应生成185.1 mmol氯乙醇，电流密度和法拉第效率分别为92.5 %和55 mA cm^-2。此外，这种方法能够以高产率成对合成的方式制备其他氯乙醇或溴乙醇。而且通过电化学成对合成方式能够同时合成氯乙醇和4-氨基-3,6-二氯吡啶-2-羧酸，展示了这种合成方法学的优势与前景。

参考文献

Shuyan Han, Chuanqi Cheng, Meng He, Rui Li, Ying Gao, Yifu Yu, Bin Zhang, Cuibo Liu, Preferential Adsorption of Ethylene Oxide on Fe and Chlorine on Ni Enabled Scalable Electrosynthesis of Ethylene Chlorohydrin, Angew. Chem. Int. Ed. 2023

DOI: 10.1002/anie.202216581

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202216581