高熵氢氧化物催化剂

葡萄糖氧化产率超九成

这种富含缺陷的多位点高熵氢氧化物催化剂，不同于单一活性位点的催化剂，通过Cu-Co、Cu-Cu和Cu-Ni桥协同作用，实现了葡萄糖到葡糖二酸的高效转化。

Wu, Xianhong · 赵志坚 · Shi, Xiangcheng · Kang, Liqun · Das, Pratteek · Sen, Wang · Chu, Shengqi · Hua, Wang · Davey, Kenneth R. · 张波 · Shi-Zhang, Qiao · Jinlong, Gong · 吴忠帅

Energy and Environmental Sciences 2024

参数信息

葡萄糖氧化电位

1.22 V

葡萄糖转化率

100 %

葡糖二酸产率

90 %

耦合电解电压（10 mA cm⁻²）

1.07 V

耦合电解电压（100 mA cm⁻²）

1.32 V

技术优势

多位点协同

Cu-Co、Cu-Cu和Cu-Ni桥分别促进羟基脱氢、碳上脱氢生成醛基以及醛基氧化为羧基，实现葡萄糖高效转化为葡糖二酸。

高产率

葡萄糖转化率约100%，葡糖二酸产率超过90%，显著提升目标产物选择性。

节能电解

与硝酸盐还原耦合，在10和100 mA cm⁻²下分别仅需1.07 V和1.32 V，远低于传统水电解，降低能耗。

应用场景

• 生物质电催化转化：将葡萄糖高效电氧化为葡糖二酸，替代传统化学氧化法，绿色环保。
• 高附加值化学品合成：高选择性生产葡糖二酸，用于聚合物、医药等高附加值产品。
• 多金属协同催化：利用高熵氢氧化物中Cu-Co、Cu-Cu、Cu-Ni桥协同作用，实现多步氧化。
• 能源存储与转换：构建节能混合电解池，同时产葡糖二酸和氨，降低能耗。