西工大新聞網5月8日電(卜軍)近日,西北工業大學張健教授團隊及合作者在電催化炔醇選擇性加氫高效生產烯醇研究中取得重要進展,相關研究成果以“Highly selective electrocatalytic alkynol semi-hydrogenation for continuous production of alkenols”為題發表在國際著名期刊Nature Communications上。我校博士生卜軍為該論文的第一作者,張健教授為該論文的唯一通訊作者。

烯醇是一類重要的高附加值炔化工下游化學品,被廣泛應用于生產維生素、藥物、農藥、香水、香料等精細化學品。針對其生產仍聚焦于高能耗、高碳排放的傳統熱催化炔醇加氫技術的問題,張健教授團隊報道了以水為氫源的電催化炔醇加氫新機制,即以新能源電力為驅動力,利用水解離產生的活性氫(*H)選擇性還原炔醇生產烯醇。基于原位電化學還原得到的銅納米陣列催化劑,電催化2-甲基-3-丁炔-2-醇選擇性加氫生產2-甲基-3-丁烯-2-醇的效率達到169 g gCu?1h–1,單程轉化率高達93%。借助電化學實驗、原位光譜學表征和理論模擬等手段揭示了銅基催化劑表面炔醇/烯醇吸脫附過程對其電催化性能的影響機制。同時,該電催化方法普適于生產伯醇、仲醇、叔醇、多元醇等一系列烯醇。該電催化炔醇加氫方法以水為氫源,反應在室溫常壓下進行,綠色無污染,且以非貴金屬銅為催化劑有效降低生產成本,突破了傳統熱催化炔醇加氫的限制,表現出優異的烯醇連續生產性能,有望成為綠色烯醇生產新技術。將為我國高附加值炔化學下游化學品的生產和實現“雙碳”目標作出重要貢獻。
本項目得到國家自然科學基金,陜西省自然科學基金,中央高校基本科研業務費和西北工業大學博士論文創新基金的資助。張健教授帶領的綠色催化團隊深耕電催化炔烴加氫領域,針對該方向已在Nature Catalysis、Nature Communications、Angewandte Chemie、CCS Chemistry等國際知名期刊上發表多篇研究論文。
(審核:蔡利劍)