南京林业大学刘琪英教授团队：Au诱导界面电荷重分布实现1,3-丙二醇高选择性电合成丙二酸盐

在绿色化学与“双碳”目标背景下，南京林业大学刘琪英教授团队开发了一种Au/Ni@C电催化剂，通过Au诱导的界面电荷重分布策略，实现了1,3-丙二醇高选择性电合成丙二酸盐。研究背景针对传统丙二酸合成工艺存在毒害原料、多步反应和副产物多等问题，以及生物发酵法效率低的局限。研究目的旨在开发一种温和、高效且选择性强的电催化合成丙二酸盐新方法，并耦合阴极析氢实现节能制氢。研究结论表明，Au的引入可通过界面电子调控促进NiOOH活性相形成，增强对底物和活性氧物种的吸附，同时稳定C3中间体的关键C–C键，抑制竞争性断键副反应。Au/Ni@C催化剂在1.45 V vs. RHE下实现了99.8%的1,3-丙二醇转化率、75.9%的丙二酸盐选择性和97.5%的法拉第效率。此外，构建的POR||HER膜电极流动电解器可在500 mA cm−2下稳定运行超过150 h，能耗较传统水电解降低10.4%，展示了有机电氧化耦合节能制氢的应用潜力。