ACS Catalysis:非法拉第型电催化促进Brønsted酸位点催化醇脱水

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麻省理工学院Yuriy Román-Leshkov报道了一种非Faradaic电化学方法,能够促进金属氧化物的界面上发生Brønsted酸催化的反应,通过异丙醇的脱水反应作为模型反应进行研究,在YSZ(含YZrO2)基底上沉积MoOx催化剂薄膜。



本文要点


要点1. +1.5 V过电势条件中进行钼的薄膜极化,随后考察这种催化剂对异丙醇脱水反应的性能提高作用,发现在1.2 kPa异丙醇和3.3 kPa O2气氛和673 K温度,在总压强在135 kPa的气氛中进行异丙醇脱水反应,发现该反应速率提高2.5倍。在相同催化反应条件考察该催化剂对2-丁醇的反应速率提高,发现2-丁醇的催化反应速率提高1.3倍。


要点2. 这种催化剂似乎不太可能驱动电化学脱水反应,但是当假设该反应通过Faradaic脱水反应进行,对应的Faradaic效率对于异丙醇脱水反应的效率超过了100,验证了该反应的机理为非Faradaic电催化反应。这种效果是可逆的,通过XPS表征发现,这种作用不会永久性的影响Mo催化层的化学结构,作者认为这种电化学促进催化反应进行的原因在于:在催化剂/气相/电解液三相界面生成Brønsted酸位点,电化学极化作用导致酸位点强度增加。


本文研究展示了一种新型提高催化反应TON的机理,为理解Brønsted酸催化反应提供经验。



Alexander A. Khechfe, Mark M. Sullivan, Dimitrios Zagoraios, Alexandros Katsaounis, Constantinos G. Vayenas, and Yuriy Román-Leshkov*, Non-Faradaic Electrochemical Promotion of Brønsted AcidCatalyzed Dehydration Reactions over Molybdenum Oxide, ACS Catal. 2022, 12, 906-912

DOI: 10.1021/acscatal.1c04885

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.1c04885


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