加拿大Edward H. Sargent院士最新Science：高电流密度下氯离子介导选择性电合成环氧乙烷和环氧丙烷

木文韬 4年前 (2020-06-12) 15083浏览

【引言】

化学品生产消耗大量能源，并在全球碳排放中占相当大的比例。利用可再生电力生产所需化合物的电化学系统为降低化学行业的碳排放提供了一条途径。环氧乙烷用于制造塑料、洗涤剂、增稠剂和溶剂，尤其是在制造聚酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯方面，是世界上产量最大的15种化学品之一，每年约2000万吨。目前在高温高压（200℃~ 300℃，1 ~ 3 MPa）下采用银（Ag）催化乙烯直接氧化制得。这个过程每产生一吨环氧乙烷，就会产生0.9吨CO₂，其中一半以上是由于乙烯的完全燃烧，其余的则是由温度控制装置产生的平衡，而现在的温度控制装置是化石燃料驱动的。

【成果简介】

今日，在加拿大多伦多大学Edward H. Sargent教授团队等人带领下，应用扩展的异质：均质界面，在阳极使用氯化物作为氧化还原介质，促进乙烯选择性部分氧化为环氧乙烷。团队实现了1 A cm^-2的电流密度，法拉第效率约70%，产品特异性约97%。当以300 mA cm^-2的电流运行100小时时，该系统的法拉第效率始终保持在71(±1)%。相关成果以题为“Chloride-mediated selective electrosynthesis of ethylene and propylene oxides at high current density”发表在了Science。