天津大学Nature Commun：界面设计Ag/SnO2电化学乙烯环氧化制备环氧乙烷

纳米技术

2025-02-23

通过水进行乙烯的直接电化学环氧化反应是制备高附加值环氧乙烷（EO）的一条具有前景的路线。但是，因为C₂H₄分子的活化非常缓慢，而且生成*OH中间体非常困难，因此严重的限制了使用水进行乙烯电化学氧化反应的发展。

有鉴于此，天津大学/天津师范大学巩金龙教授、张鹏等报道设计Ag/SnO₂电催化剂，在电化学乙烯环氧化反应中实现了39.4 %的法拉第效率，当电流密度为25 mA cm^-2，膜电极组实现了91.5 %的环氧乙烷选择性。

本文要点：

（1）

通过原位ATR-FTIR表征和理论计算，表明Ag/SnO₂界面促进C₂H₄分子吸附和活化生成*C₂H₄。此外，在催化剂表面通过水分子解离生成亲电性*OH，随后与*C₂H₄反应生成*C₂H₄OH，通过这种方式改善电化学环氧化反应的催化活性。

（2）

这项工作为设计电化学烯烃环氧化反应催化剂提供了界面设计策略的指导。

参考文献

Dong, H., Luo, R., Zhang, G. et al. Electrochemical epoxidation enhanced by C₂H₄ activation and hydroxyl generation at the Ag/SnO₂ interface. Nat Commun 16, 1901 (2025). 

DOI: 10.1038/s41467-025-57223-9

https://www.nature.com/articles/s41467-025-57223-9