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Temperature-Dependent Electrosynthesis of C2 Oxygenates from Oxalic Acid Using Gallium Tin Oxides
ACS Catalysis ( IF 11.3 ) Pub Date : 2023-03-01 , DOI: 10.1021/acscatal.2c06120
Yingying Cheng 1 , Wenjing Xu 1 , Jing Hou 1 , Peng Kang 1
ACS Catalysis ( IF 11.3 ) Pub Date : 2023-03-01 , DOI: 10.1021/acscatal.2c06120
Yingying Cheng 1 , Wenjing Xu 1 , Jing Hou 1 , Peng Kang 1
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The electrosynthesis of multi-carbon chemicals such as glyoxylic acid (GX) and glycolic acid (GC) from oxalic acid (OA) offers a feasible pathway to achieve sustainable chemical production, especially when coupled with the electroreduction of CO2 to form OA. Here, we demonstrate a series of gallium tin oxide catalysts for selective, controlled OA electroreduction to GX and GC in acidic media. The product distribution can be tuned by changing the reaction temperatures. At room temperature using the GaSnOx/C catalyst, GX can be obtained with a GX Faradaic efficiency (FEGX) of 92.7% at −0.7 V vs RHE and a GX current density (jGX) of −100.2 mA cm–2. At a raised temperature of 80 °C using the GaSnOx/C catalyst, a GC Faradaic efficiency (FEGC) of 91.7% at −0.8 V vs RHE can be obtained. The accelerated OA electroreduction results from the Ga/Sn synergy in the catalysts. A proper Ga/Sn ratio not only enriches OA adsorption and enhances surface binding of intermediates, but also ensures catalyst stability in acidic media.
中文翻译：
使用氧化镓锡从草酸中温度依赖性电合成 C2 含氧化合物
从草酸 (OA) 电合成乙醛酸 (GX) 和乙醇酸 (GC) 等多碳化学品提供了实现可持续化学生产的可行途径，尤其是与 CO 2 的电还原形成 OA 相结合时。在这里，我们展示了一系列用于在酸性介质中选择性、可控地将 OA 电还原为 GX 和 GC 的氧化镓锡催化剂。可以通过改变反应温度来调整产物分布。在室温下使用 GaSnO x /C 催化剂，可以获得 GX 法拉第效率 (FE GX ) 在 -0.7 V vs RHE 时为 92.7% 和 GX 电流密度 ( j GX ) 为 -100.2 mA cm –2。在 80 °C 的升高温度下使用 GaSnOx /C 催化剂，在 -0.8 V vs RHE 时可获得 91.7% 的GC 法拉第效率 (FE GC )。加速的 OA 电还原是由催化剂中的 Ga/Sn 协同作用引起的。合适的Ga/Sn比不仅可以增强OA的吸附，增强中间体的表面结合，还可以保证催化剂在酸性介质中的稳定性。
更新日期：2023-03-01
中文翻译：
使用氧化镓锡从草酸中温度依赖性电合成 C2 含氧化合物
从草酸 (OA) 电合成乙醛酸 (GX) 和乙醇酸 (GC) 等多碳化学品提供了实现可持续化学生产的可行途径，尤其是与 CO 2 的电还原形成 OA 相结合时。在这里，我们展示了一系列用于在酸性介质中选择性、可控地将 OA 电还原为 GX 和 GC 的氧化镓锡催化剂。可以通过改变反应温度来调整产物分布。在室温下使用 GaSnO x /C 催化剂，可以获得 GX 法拉第效率 (FE GX ) 在 -0.7 V vs RHE 时为 92.7% 和 GX 电流密度 ( j GX ) 为 -100.2 mA cm –2。在 80 °C 的升高温度下使用 GaSnOx /C 催化剂，在 -0.8 V vs RHE 时可获得 91.7% 的GC 法拉第效率 (FE GC )。加速的 OA 电还原是由催化剂中的 Ga/Sn 协同作用引起的。合适的Ga/Sn比不仅可以增强OA的吸附，增强中间体的表面结合，还可以保证催化剂在酸性介质中的稳定性。
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