上海交大原位阳极CO介导策略：缺陷NiCo单层氢氧化物高效电催化甲烷转化制乙酸

该研究提出了一种原位阳极CO介导的电催化新机制，在常温常压下利用缺陷型NiCo单层氢氧化物高效、高选择性地将甲烷转化为乙酸。背景方面，传统工业制乙酸依赖高温高压和贵金属催化剂，而现有电化学方法存在选择性低、依赖外源有毒CO等问题。研究目的是开发一种无外源CO、非贵金属的温和条件制乙酸体系。通过Co掺杂构筑丰富氧空位，实现了甲烷的原位CO生成与直接C–C偶联，乙酸选择性高达93%，法拉第效率93.3%，并可稳定运行24小时。结论表明，该策略摆脱了对外源CO和贵金属的依赖，为甲烷温和条件下定向制备C2含氧化学品提供了全新路径。机理研究揭示Co掺杂诱导的氧空位降低了C–C偶联能垒，遵循Eley–Rideal路径，质子转移为速率决定步骤。该工作为甲烷电催化转化提供了从催化剂设计到反应机理的完整范式，并可耦合阴极析氢构建节能体系。