Room-Temperature Electrocatalytic Dehydrogenation and Partial Fragmentation of n-Alkanes

化学 脱氢 产品分销 碎片(计算) 烷烃 解吸 选择性 电化学 吸附 电催化剂 无机化学 光化学 电解质 键裂 密度泛函理论 离解(化学) 反应机理 多相催化 反应中间体 烯丙基重排 铂金 有机化学 化学工程 乙腈 环境压力 催化作用
作者
Gong Zhang,Lee Fuller,Christine Lucky,Alexander J. Zielinski,Dongfang Cheng,Enner Mendoza,Philippe Sautet,Marcel Schreier
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:147 (39): 35219-35226 被引量:1
标识
DOI:10.1021/jacs.5c12806
摘要

Light alkenes are central building blocks in the chemical industry, yet their production from alkanes requires energy-intensive processes that generate substantial CO2 emissions and suffer from catalyst deactivation and overoxidation. In this work, we demonstrate that alkane dehydrogenation can be accomplished at ambient temperature and pressure by modulating the voltage applied to an electrocatalyst surface. Voltage manipulation provides real-time control over the adsorption and dehydrogenation of alkanes, as well as the potential-driven desorption of dehydrogenated adsorbates. By using a newly developed sensitive gas chromatographic (GC) analysis method, we were able to quantify the formation of 1-butene from n-butane, as well as the formation of a distribution of shorter chain alkanes and alkenes. We show that the product distribution depends on the potential applied during adsorption and is sensitive to both catalyst identity and electrolyte composition. Palladium suppresses C–C bond cleavage relative to platinum, and replacing protons with sodium cations increases 1-butene selectivity by promoting desorption over hydrogenation. To rationalize the observed product distribution, we propose a reaction mechanism supported by grand canonical density functional theory calculations. Together, these results reveal a new pathway for alkane dehydrogenation under ambient conditions and establish time-programmed electrochemical control as a promising tool for manipulating surface-catalyzed transformations of n-alkanes.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
大脸猫完成签到 ,获得积分10
2秒前
zbyy发布了新的文献求助10
3秒前
wwho_O完成签到 ,获得积分10
5秒前
flipped发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
Mark应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
FashionBoy应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
Ava应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
赘婿应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
搜集达人应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
林听听听应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
JamesPei应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
田様应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
隐形曼青应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
华仔应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
NexusExplorer应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
天天快乐应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
12秒前
12秒前
13秒前
Rain完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
molihuakai应助浮华采纳,获得10
16秒前
orixero应助创新采纳,获得10
17秒前
17秒前
hh完成签到 ,获得积分10
18秒前
21秒前
BW发布了新的文献求助10
22秒前
23秒前
24秒前
123发布了新的文献求助10
26秒前
正直的曼香完成签到 ,获得积分10
27秒前
Tangyuan完成签到,获得积分10
29秒前
舒适忆枫发布了新的文献求助10
31秒前
乐乐应助胆小鬼采纳,获得10
31秒前
小方完成签到 ,获得积分0
33秒前
2711发布了新的文献求助10
34秒前
深情安青应助Larmes采纳,获得10
36秒前
37秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Malcolm Fraser : a biography 700
Handbook of Optical Systems,Volume 6:Advanced Physical Optics 666
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6514296
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8307735
关于积分的说明 17752913
捐赠科研通 5616143
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2924621
邀请新用户注册赠送积分活动 1901566
关于科研通互助平台的介绍 1763060