Driving electrochemical organic hydrogenations on metal catalysts by tailoring hydrogen surface coverages

催化作用 电化学 电催化剂 法拉第效率 材料科学 化学工程 离解(化学) 无机化学 电极 纳米技术 化学 有机化学 工程类 物理化学
作者
Tengfei Li,Anna Ciotti,Motiar Rahaman,Celine Wing See Yeung,Max García‐Melchor,Erwin Reisner
标识
DOI:10.26434/chemrxiv-2023-146f9
摘要

Electrochemical hydrogenation using renewable electricity holds promise as a sustainable approach to organic synthesis and the valorization of biomass-derived chemicals. Current strategies in the field usually employ alkaline conditions to suppress the competing hydrogen evolution reaction, and sourcing of hydrogen atoms for the hydrogenation is thus a challenge that can be addressed through local water dissociation on the electrode surface. Herein we demonstrate the computationally-guided design of electrochemical hydrogenation catalysts by tailoring their hydrogen coverage density and binding strength. Theoretical studies predict Cu, Au and Ag (with moderate H coverages) to be promising catalysts for electrochemical hydrogenation in alkaline media, which experiments confirm for a model organic substrate attaining yields and Faradaic efficiencies up to 90%. Furthermore, Cu, a non-precious metal electrocatalyst, is shown to promote the selective hydrogenation of a broad scope of unsaturated compounds featuring C=O, C=C, C≡C, and C≡N bonds with moderate to excellent conversions and chemoselectivities. Overall, this work demonstrates how the hydrogen coverage on the electrode surface can be tailored to design electrocatalysts based on non-precious metals for the hydrogenation of organic substrates. This knowledge is envisioned to guide the development of more efficient catalysts for organic hydrogenations as well as other chemical transformations of industrial interest.
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
边境悍匪发布了新的文献求助10
刚刚
Cholera完成签到,获得积分10
刚刚
e1完成签到 ,获得积分20
刚刚
AcA完成签到,获得积分10
1秒前
Tree_QD完成签到 ,获得积分10
3秒前
到江南散步完成签到,获得积分10
3秒前
研友_Ljb0qL完成签到,获得积分10
3秒前
欢呼的世立完成签到 ,获得积分10
4秒前
Lucas应助chanler采纳,获得30
7秒前
YoungLee完成签到,获得积分10
8秒前
甜馨完成签到,获得积分10
8秒前
半斤完成签到,获得积分10
8秒前
黑猫小苍完成签到,获得积分0
8秒前
杨依楠完成签到,获得积分10
9秒前
去码头整点薯条完成签到,获得积分10
9秒前
欧阳完成签到,获得积分10
9秒前
是小豆子呀完成签到,获得积分10
9秒前
夕阳space发布了新的文献求助10
12秒前
lxl完成签到,获得积分10
13秒前
雅樱发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
急急急完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
michelle完成签到,获得积分10
16秒前
dcx完成签到 ,获得积分10
17秒前
Sunny完成签到 ,获得积分10
19秒前
超级的夹心饼干完成签到,获得积分10
19秒前
天天快乐应助边境悍匪采纳,获得10
20秒前
rwj完成签到,获得积分10
20秒前
zzzzzzz发布了新的文献求助10
20秒前
齐安客完成签到,获得积分10
21秒前
苟子完成签到,获得积分10
21秒前
22秒前
Zircon完成签到 ,获得积分10
23秒前
YangSY完成签到,获得积分10
23秒前
DearJulie完成签到,获得积分10
24秒前
龙傲天完成签到,获得积分10
25秒前
rwj发布了新的文献求助10
25秒前
金振龙完成签到,获得积分10
26秒前
Ashley完成签到,获得积分10
26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
Development Across Adulthood 800
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
天津市智库成果选编 600
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 6444873
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8258696
关于积分的说明 17592214
捐赠科研通 5504599
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2901598
邀请新用户注册赠送积分活动 1878587
关于科研通互助平台的介绍 1718214