直接电化学将乙烯（C₂H₄）转化为乙二醇（EG）与传统的热催化方法相比，有望减少对化石燃料的消耗以及二氧化碳（CO₂）的排放。
通过电沉积制备的钯（Pd）被认为是一种有前景的电催化剂，但其在乙二醇（EG）的电流密度（<4 mA cm⁻²）、法拉第效率（<60%）和产率（<10 μmol h⁻¹）方面表现较低，限制了其实际应用。
基于此，2025年3月14日，清华大学段昊泓、李必杰等人在国际知名期刊Journal of the American Chemical Society发表题为《Direct Electrooxidation of Ethylene to Ethylene Glycol over 90% Faradaic Efficiency Enabled by Cl– Modification of the Pd Surface》的研究论文。
在此，作者报道了一种负载在大面积气体扩散电极上的纳米树枝状钯催化剂。
该催化剂实现了较高的乙二醇电流密度（12 mA cm⁻²）和产率（227 μmol h⁻¹），但法拉第效率较低（65%）。
通过进一步的氯离子（Cl⁻）改性，法拉第效率提高到了创纪录的92%，同时乙二醇的电流密度（18 mA cm⁻²）和产率（约340 μmol h⁻¹）也得到了提升。
实验数据表明，氯离子的强电子吸引特性降低了原位生成的Pd–OH物种的氧化能力，抑制了乙二醇过度氧化为乙二醇醛。
同时，氯离子改变了乙二醇在Pd表面的吸附构型——从平行和双位点吸附变为垂直和单一位点吸附，从而防止了乙二醇的C–C键断裂为CO₂。
此外，氯离子的吸附促进了Pd–OH活性物种的生成，从而提高了催化活性。
这项工作展示了表面离子改性在直接电化学C₂H₄转化为EG中的巨大潜力，这可能对多种高附加值化学品的电合成具有启示意义。
Direct Electrooxidation of Ethylene to Ethylene Glycol over 90% Faradaic Efficiency Enabled by Cl– Modification of the Pd Surface，J. Am. Chem. Soc.，2025.https://doi.org/10.1021/jacs.4c18345
