天津大学Nature Commun：D2O对有机分子氘代

纳米技术

2024-06-19

在较高电流密度进行电催化氘代反应对使用D₂O对有机化合物电化学氘代反应非常重要。但是，在接近工业量级电流密度通常面临着严重的D₂副反应，导致法拉第效率和电流密度变得难以兼得。

有鉴于此，天津大学张兵教授、刘翠波副教授等通过纳米探针增强电场效应并且调节表面活性剂分子修饰催化剂的界面微环境，在100 mA cm^-2电流密度进行电催化芳基乙腈氘代，法拉第效率达到80 %。

本文要点

(1)

针尖附近产生较强的电场能够提高芳基乙腈的浓度，降低芳基乙腈的活化能，提高芳基乙腈的转移，阻碍生成D₂副反应，因此打破了电流密度与法拉第效率之间的内在均衡难题。

(2)

这个方法能够应用于其他氘代反应，在比较高的电流密度（100 mA cm^-2）改进法拉第效率。

参考文献

He, M., Li, R., Cheng, C. et al. Microenvironment regulation breaks the Faradaic efficiency-current density trade-off for electrocatalytic deuteration using D₂O. Nat Commun 15, 5231 (2024). 

DOI: 10.1038/s41467-024-49544-y

https://www.nature.com/articles/s41467-024-49544-y