Eine Studie unter der Leitung von Dr. Wei Chen, Prof. Yuqin Zou und Prof. Shuangyin Wang (State Key Laboratory of Chemo/Bio-Sensing and Chemometry, College of Chemistry and Chemical Engineering, Advanced Catalytic Engineering Research Center des Bildungsministeriums, Hunan University) entschlüsselt den Reaktionsmechanismus der Elektrooxidationsreaktion von primärem Alkohol/vicinalem Diol an NiO, insbesondere im Hinblick auf die Synergie zwischen den elektrochemischen und nichtelektrochemischen Schritten.
Die Alkohol-Elektrooxidation an NiO ist eine indirekte Elektrooxidationsreaktion mit der elektrophilen Sauerstoffspezies als Redoxmediator. Daher ist der elektrochemische Schritt die elektrochemische Erzeugung elektrophiler Sauerstoffspezies. Das Forschungsteam fand zwei Arten von NiO-Elektrokatalysator-Funktionsmechanismen, nämlich den elektrophilen Sauerstoff-vermittelten Mechanismus mit Wasserstoffatomübertragung (EOM-HAT) und den elektrophilen Sauerstoff-vermittelten Mechanismus mit CC-Bindungsspaltung (EOM-Spaltung der CC-Bindung).
Die Synergie zwischen EOM-HAT und der Hydratisierung von Aldehyd führt zur Elektrooxidation von primärem Alkohol (R-CH2OH) zu Carbonsäure (R-COOH) auf NiO. Andererseits führt die Synergie zwischen EOM-HAT und EOM-Spaltung der CC-Bindung zur Elektrooxidation von vicinalem Diol (R-CHOH-CH2OH) zu R-COOH und Ameisensäure (HCOOH) auf NiO.
Diese Studie wurde in der Zeitschrift veröffentlicht National Science Review, unterstreicht die Synergie zwischen den elektrochemischen und nichtelektrochemischen Schritten in der Alkohol-Elektrooxidationsreaktion. Es etabliert einen einheitlichen Reaktionsmechanismus der Alkohol-Elektrooxidationsreaktion auf Basis von Elektrokatalysatoren auf Nickelbasis.
Mehr Informationen:
Wei Chen et al., Enträtselung des elektrophilen Sauerstoff-vermittelten Mechanismus für die Alkohol-Elektrooxidation auf NiO, National Science Review (2023). DOI: 10.1093/nsr/nwad099