加拿大Edward H. Sargent院士最新Science：高電流密度下氯離子介導選擇性電合成環氧乙烷和環氧丙烷

木文韜 3年前 (2020-06-12) 14492瀏覽

【引言】

化學品生產消耗大量能源，并在全球碳排放中占相當大的比例。利用可再生電力生產所需化合物的電化學系統為降低化學行業的碳排放提供了一條途徑。環氧乙烷用于制造塑料、洗滌劑、增稠劑和溶劑，尤其是在制造聚酯和聚對苯二甲酸乙二醇酯方面，是世界上產量最大的15種化學品之一，每年約2000萬噸。目前在高溫高壓（200℃~ 300℃，1 ~ 3 MPa）下采用銀（Ag）催化乙烯直接氧化制得。這個過程每產生一噸環氧乙烷，就會產生0.9噸CO₂，其中一半以上是由于乙烯的完全燃燒，其余的則是由溫度控制裝置產生的平衡，而現在的溫度控制裝置是化石燃料驅動的。

【成果簡介】

今日，在加拿大多倫多大學Edward H. Sargent教授團隊等人帶領下，應用擴展的異質：均質界面，在陽極使用氯化物作為氧化還原介質，促進乙烯選擇性部分氧化為環氧乙烷。團隊實現了1 A cm^-2的電流密度，法拉第效率約70%，產品特異性約97%。當以300 mA cm^-2的電流運行100小時時，該系統的法拉第效率始終保持在71(±1)%。相關成果以題為“Chloride-mediated selective electrosynthesis of ethylene and propylene oxides at high current density”發表在了Science。