近期，固體所環(huán)境與能源納米材料中心研究人員在非貴金屬催化劑電催化氧化二級(jí)醇到二級(jí)酮方面取得新進(jìn)展，相關(guān)工作發(fā)表在《Nano Research》(Nano Research 11, 1004-1017 (2018))。

　　相比析氫反應(yīng)(HER)，析氧反應(yīng)(OER)的過(guò)電位較高，產(chǎn)物(氧氣)附加值較低。若能通過(guò)引入熱力學(xué)更有利的氧化反應(yīng)來(lái)取代OER，不僅可以降低過(guò)電位提高HER效率，還可以在陽(yáng)極生成高附加值化學(xué)品，提高能量轉(zhuǎn)換效率。

　　基于這種思路，固體所環(huán)境與能源納米材料中心研究人員通過(guò)簡(jiǎn)單的氣相水熱法在碳纖維上原位生長(zhǎng)一層厚度約為50 nm的NiS2單晶薄膜 (NiS2/CFC)；將制備的NiS2/CFC直接用作電極，發(fā)現(xiàn)NiS2/CFC電極在堿性介質(zhì)中表現(xiàn)出優(yōu)異的OER和HER性能，可將一系列二級(jí)醇 (如：異丙醇、2-丁醇、2-戊醇和環(huán)己醇)電催化轉(zhuǎn)化為相對(duì)應(yīng)的二級(jí)酮 (丙酮、2-丁酮、2-戊酮和環(huán)己酮)，且反應(yīng)具有高選擇性、高效性和高穩(wěn)定性等特點(diǎn)。在0.45 M醇的存在下，相比OER，NiS2/CFC陽(yáng)極的過(guò)電位顯著降低約150 mV (vs. RHE)，大大提高了陰極的析氫效率。該研究結(jié)果證實(shí)了雙功能非貴金屬電催化劑在有機(jī)合成和同步產(chǎn)氫方面的適用性。

　　該研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金和中國(guó)博士后科學(xué)基金的資助。

　　【文章鏈接】：https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs12274-017-1714-0 

圖1. (a) 電催化轉(zhuǎn)化醇到對(duì)應(yīng)酮的化學(xué)反應(yīng)式；(b) 加入醇前驅(qū)體前后NiS2/CFC的電化學(xué)阻抗譜；(c) 加入醇前驅(qū)體前后NiS2/CFC的線性掃描伏安曲線；(d) NiS2/CFC電催化轉(zhuǎn)化醇到對(duì)應(yīng)酮的轉(zhuǎn)化率和法拉第效率。