乙炔杂质的去除对下游乙烯行业来说仍然很重要,但也很有挑战性。中国科学技术大学曾杰、电子科技大学夏川和郑婷婷提出了一种起始电位为−0.15 V(versus可逆氢电极)的过配位(undercoordinated)Cu纳米点催化剂。
本文要点
(1)Cu纳米点催化剂可以将C2H2完全转化为C2H4,最大法拉第效率约为95.9%,在纯C2H2流量下的高本征活性超过−450 mA cm−2。
(2)模拟粗乙烯纯化显示,该催化剂可连续生产聚合物级C2H4,且持续130h内的C2H2<1 ppm,空速为1.35 × 105 毫升gcat−1小时−1。
(3)理论计算和原位光谱显示,在未配位的Cu位点上乙炔半加氢的能垒低于非缺陷的Cu表面,导致Cu纳米点具有优异的C2H2-C2H4催化活性。
Weiqing Xue, et al. Electrosynthesis of polymer-grade ethylene via acetylene semihydrogenation over undercoordinated Cu nanodots. Nature Communications. 2023
DOI:10.1038/s41467-023-37821-1
https://www.nature.com/articles/s41467-023-37821-1