研究内容

甘油是生物柴油生产的副产品。甘油的选择性光电化学氧化为高附加值化学品提供了一种经济、可持续的方法来转化可再生原料，同时储存绿色能源。

深圳大学苏陈良和香港城市大学刘彬合成了具有暴露的(002)晶面的单斜WO 3 纳米片，该纳米片可以选择性地将甘油氧化为甘油酸(GLYA)，在AM 1.5G光照(100 mW·cm -2 )下，光电流密度为1.7 mA·cm -2 ，GLYA选择性为73%，在0.9 V vs 可逆氢电极(RHE)下具有39%的GLYA法拉第效率。相关工作以“ Selective Photoelectrochemical Oxidation of Glycerol to Glyceric Acid on (002) Facets Exposed WO 3 Nanosheets ”为题发表在国际著名期刊 Angewandte Chemie International Edition 上。

研究要点

要点1. 作者首先制备了具有暴露的(002)晶面的单斜WO 3 纳米片。该纳米片在AM 1.5G光照下，在室温下，可实现甘油的PEC高选择性氧化为GLYA(在0.9V vs. RHE下，73%的GLYA选择性和39%的GLYA法拉第效率）。

要点2. 光电化学实验和密度泛函理论(DFT)计算表明，选择性甘油氧化的优越性能主要源于大量的表面捕获态、甘油与GLYA反应途径的较低能垒、，在暴露WO 3 的(002)面上的光生空穴具有更丰富的活性位点和更强的氧化能力。

该发现显示出巨大的潜力，通过面向可再生原料转化的面工程设计高性能光电化学电池，为可持续和环境友好的化学工艺做出重大贡献。

研究图文

图1. 002-W的电子显微镜图像。

图2. 甘油的选择性光电化学氧化。

图3. 光电化学性能。

图4. 电荷载流子动力学。

图5. 反应机制。

文献详情

Selective Photoelectrochemical Oxidation of Glycerol to Glyceric Acid on (002) Facets Exposed WO 3 Nanosheets

Yonghao Xiao, Mengran Wang, Dong Liu, Jiajian Gao, Jie Ding, Huan Wang, Hong Bin Yang, Fuhua Li, Mengxin Chen, Yangsen Xu Danyun Xu Yun-Xiao Zhang, Shaofan Fang Xin Ao, Jingyu Wang, Chenliang Su,* Bin Liu*

Angew. Chem. Int. Ed.

DOI: https://doi.org/10.1002/anie.202319685

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