选择性生产有价值的甘油化学品(如甘油酸,它是一种重要的化学中间体)面临着显著的挑战,这是由于C–C键容易断裂以及存在多种反应路径。
在甘油的电氧化反应中,这种挑战更为严重,这需要开发理想的电催化剂。
基于此,2025年3月17日,中国科学院宁波材料技术与工程研究所林贻超、田子奇、尹宏峰、陈亮等人在国际知名期刊Nature Nanotechnology发表题为《Nanoscale high-entropy surface engineering promotes selective glycerol electro-oxidation to glycerate at high current density》的研究论文。
为了促进甘油电氧化反应生成甘油酸,作者提出了一种利用高熵PtCuCoNiMn纳米表面的方法。
该催化剂表现出卓越的活性(在0.75 V时约为200 mA cm⁻²)和选择性(75.2%)。
原位振动光谱测量和理论计算揭示了这种卓越的甘油电氧化选择性和活性可以归因于高熵表面的独特特性,该特性有效地改变了暴露的Pt位点的电子结构。
该催化剂成功应用于甘油电氧化反应的电解槽中,展现出卓越的性能(在1.2 V电池电压下约为200 mA cm⁻²,持续运行超过210小时)。
本研究强调,通过构建高熵表面来调节催化剂-电解液界面处的催化位点是一种有效的电化学催化策略。
Wang, S., Lin, Y., Li, Y. et al. Nanoscale high-entropy surface engineering promotes selective glycerol electro-oxidation to glycerate at high current density. Nat. Nanotechnol. (2025). https://doi.org/10.1038/s41565-025-01881-9