综述：用于甘油电催化氧化为高附加值C1–C3化学品的过渡金属基材料

《Advanced Synthesis & Catalysis》：Transition Metal-Based Materials for Electrocatalytic Glycerol Oxidation to Value-Added C1–C3 Chemicals

甘油作为生物柴油主要副产物，电催化氧化（GOR）可高效转化为乳酸、二羟基丙酮等高附加值化学品，同时产氢替代氧气析出反应（OER），减少能耗和碳排放。重点讨论过渡金属催化剂的纳米结构调控、缺陷工程等策略，分析当前挑战及未来方向。

　　

摘要

甘油是生物柴油生产过程中的主要副产品，储量丰富且成本低廉。将其高效转化为其他化学品为缓解能源危机提供了一种有前景的策略。电催化甘油氧化反应（GOR）由于反应条件温和且无需额外氧化剂，因此在生产多种高附加值化学品（如乳酸（LA）、二羟基丙酮（DHA）、甘油酸（GLA）、草酸（OA）和甲酸（FA）方面具有显著的应用潜力。当GOR用于替代氧演化反应（OER）时，既能生产高价值的氧化产物和氢气（H₂），又能最大限度地减少能源消耗和二氧化碳排放。这对于生物质资源的转化以及“绿色氢”的高效生产具有重要意义。因此，设计高效且低成本的电催化剂以实现GOR过程中的高活性和选择性是研究的重点目标。其中，过渡金属材料展现了显著的优势。本文综述了用于GOR的过渡金属催化剂类型，并讨论了提高GOR活性和选择性的最新催化剂设计策略，包括纳米结构调控、缺陷与表面工程、异质结构构建以及单原子催化剂的应用。此外，还探讨了GOR的实际应用及其可持续性研究。最后，总结了过渡金属催化剂在GOR过程中面临的挑战，并展望了未来发展方向。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。

数据可用性声明

本研究的支持数据可应合理要求向通讯作者索取。