电化学合成:铁基催化剂实现常温常压下羰基化合物高效电还原

时间: 2025-05-19
作者: 百灵威
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    西北工业大学张健教授团队开发出 Fe/Fe₂O₃纳米阵列催化剂,首次在室温常压下实现电催化羰基化合物还原为醇类,突破传统热催化技术的高能耗与安全瓶颈。


图1
    该催化剂通过氢氟酸刻蚀 - 氧化还原法构建高密度 Fe⁰/Fe³⁺界面,利用界面协同效应调控活性氢生成与吸附。实验表明,该催化剂对乙醛、糠醛、正丁醛等系列羰基化合物均表现优异性能,覆盖 90% 以上工业底物。 创新性设计体现在:
  1. 原子级界面协同:Fe 位点通过H 吸附生成活性氢,Fe₂O₃位点通过OOH 中间体抑制析氢副反应,两者协同使 C=O 键断裂能垒降低至 0.85 eV。
  2. 绿色生产范式:以水为氢源,较传统加氢工艺减少 85% 碳排放;铁基催化剂成本较Pd/C催化剂显著降低。
  3. 产物灵活调控:通过调节 Fe/Fe₂O₃比例,可实现苯甲醛到苯甲醇或甲苯的定向转化,满足精细化工需求。

百灵威可提供电化学合成试剂,助力电化学合成发展

电解质(Supporting Electrolytes)
品名 CAS 货号
Tetra-n-butylammonium hexafluorophosphate
四正丁基六氟磷酸铵
3109-63-5 283559
Tetrabutylammonium bromide, 99%, for analysis
四丁基溴化铵
1643-19-2 997190
Tetrabutylammonium tetrafluoroborate, 98%, for synthesis
四丁基四氟硼酸铵
429-42-5 324686
Lithium hexafluorophosphate, 99%
六氟磷酸锂
21324-40-3 935807
Lithium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide, 98%
双(三氟甲磺酰)亚胺锂
90076-65-6 200644
催化剂(Catalysts)
品名 CAS 货号
Platinum, 20% Pt, wetted with ca. 50% H2O
7440-06-4 980907
Ruthenium(IV) oxide, 99.9%, trace metal basis
氧化钌(IV)
12036-10-1 185182
Manganese dioxide nanopowder, 99.9%, particle size: <80 nm
纳米二氧化锰
1313-13-9 909230
Chloroplatinic acid, Pt ≥37.5%
六氯铂(Ⅳ)酸
16941-12-1 965005
危化品
2,3-Dichloro-5,6-dicyano-1,4-benzoquinone, 98%, for synthesis
2,3-二氯-5,6-二氰基-1,4-苯醌
84-58-2 998936
危化品
电沉积金属盐(Electrodeposition Salts)
品名 CAS 货号
Copper(II) sulfate, 98%, reagent grade
硫酸铜(II)
7758-98-7 967899
化学试剂/硫酸镍/AR
化学试剂/硫酸镍/AR
7786-81-4 XFE1166-5g
危化品

相关耗材

品名 CAS 货号
Quantitative filter paper, medium fast, φ18cm, 100 pieces/pack
定量滤纸
/ 986592
PTFE Stirring Rod, L: 250 mm, O.D.:7mm, agitating vane: 55mm
聚四氟乙烯搅拌棒
/ 2749987
TLC microcrystalline cellulose plates (fluorescent indicator), CGF254, 100*25 mm, layer thickness: 0.2±0.02 mm, particle size: ≥300 mesh
薄层层析微晶纤维素板(含荧光)
/ 937063
TLC silica gel plate (fluorescent indicator), HPTLC, GF254, 200*100 mm, 40 pcs/pack
薄层色谱硅胶板(含荧光)
/ 955248
智慧实验室
品名 CAS 货号
FindMolecule ELN, Academic Basic
ELN电子记录本系统服务
/ 9269008
FindMolecule IMS, Academic Basic
实验室库存管理系统服务
/ 9269003
Bio-Vanguard
品名 CAS 货号
Bio-Vanguard® Disinfectant Spray
清萨灵®消毒剂
/ 916670
Bio-Vanguard® Antimicrobial Rinse-free Foaming Hand Sanitizer
清萨灵®泡沫抗菌免水洗手液
/ 965255
参考文献: Jian Zhang , Jin Lin, et al . Efficient electroreduction of carbonyl compounds to alcohols over Fe/Fe₂O₃ interfaces[J]. Nature Catalysis. 2025.
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