美国加州理工学院Karthish Manthiram小组通过水活化在Pd-Pt电催化剂上实现了直接环氧化丙烯。相关论文发表在2024年1月5日出版的《科学》杂志上。

在该研究中，研究小组报道了一种氧化钯-铂合金催化剂(PdPtOx/C)，在环境温度和压力下，在50毫安/平方厘米的电流下，丙烯环氧化的法拉第效率达到66±5%。将铂嵌入到氧化钯的晶体结构中，稳定了氧化铂的形态，从而提高了催化剂的性能。

反应动力学表明PdPtOx/C的环氧化反应是通过金属结合过氧中间体的亲电进攻进行的。这项工作证明了一种有效的策略，在没有介质条件下，选择性的使用电化学从水中转移氧原子，用于不同的氧化反应。

研究人员表示，通过水氧化中间体直接电化学环氧化丙烯提供了一种可持续的替代现有的路线，而现有路线涉及危险的氯或过氧化物试剂。

附：英文原文

Title: Direct propylene epoxidation via water activation over Pd-Pt electrocatalysts

Author: Minju Chung, Joseph H. Maalouf, Jason S. Adams, Chenyu Jiang, Yuriy Román-Leshkov, Karthish Manthiram

Issue&Volume: 2024-01-05

Abstract: Direct electrochemical propylene epoxidation by means of water-oxidation intermediates presents a sustainable alternative to existing routes that involve hazardous chlorine or peroxide reagents. We report an oxidized palladium-platinum alloy catalyst (PdPtOx/C), which reaches a Faradaic efficiency of 66 ± 5% toward propylene epoxidation at 50 milliamperes per square centimeter at ambient temperature and pressure. Embedding platinum into the palladium oxide crystal structure stabilized oxidized platinum species, resulting in improved catalyst performance. The reaction kinetics suggest that epoxidation on PdPtOx/C proceeds through electrophilic attack by metal-bound peroxo intermediates. This work demonstrates an effective strategy for selective electrochemical oxygen-atom transfer from water, without mediators, for diverse oxygenation reactions.

DOI: adh4355

Source: https://www.science.org/doi/10.1126/science.adh4355