过渡金属氧化物是一种极具潜力的生物质醇氧化电催化剂。这里，山东大学于小雯、刘宏、桑元华选择CoO和Co₃O₄作为代表性的氧化钴催化剂，并在碳纤维纸（CFP）电极上生长，以揭示甘油、二醇和一元醇氧化催化剂的电子结构和催化活性之间的相互作用。

本文要点：

1) 原位电化学测试表明，与Co₃O₄/CFP电极相比，CoO/CFP电极具有更低的界面阻抗、更高的电荷转移、更快的氧化速率，从而对醇氧化具有更高的催化活性。特别是对于甘油氧化，CoO/CFP电极只需要1.32V就可以达到10mA cm⁻²，电位比Co₃O₄/CFP电极低120mV。

2) CoO/CFP电极还可以通过生物质醇的氧化以高选择性和低能耗生产增值产品，如甲酸盐、乙酸盐和乙醇酸盐。理论计算进一步证实了八面体配位的Co-O位点在C3-C1醇的吸附、活化和氧化中的主导作用。该工作揭示了通过在晶体结构中填充八面体位点来设计用于醇氧化的高效过渡金属氧化物催化剂。

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Yanmei Zang et.al Polyhedral Coordination Determined Co-O Activity for Electrochemical Oxidation of Biomass Alcohols Adv. Energy Mater. 2023

DOI: 10.1002/aenm.202301572

https://doi.org/10.1002/aenm.202301572