硅表面的原位重构技术能够实现高度选择性和稳定的电催化乙二醇合成过程

《Nature Communications》：In-situ surface reconstruction of Si enables highly selective and stable electrocatalytic synthesis of ethylene glycol

　　

摘要

原位重构催化剂因其在调节选择性和提高活性方面发挥的关键作用而越来越受到研究关注。尽管IVA族元素基化合物作为催化剂制备中的活性位点或载体被广泛应用，但其在反应条件下的表面重构却鲜有研究。在本研究中，IVA族中的重周期元素在利用H₂O电催化还原甲醛（HCHO）过程中表现出高活性，这归因于强吸附作用促进了质子耦合电子转移。引人注目的是，在电解过程中将金属硅（Si）重构为Si-OH结构形成了活性表面，从而实现了高选择性地生成乙二醇（EG）。使用低电阻硅片作为阴极，在–200?mA?cm^–2的电流下可以实现长达1500小时的竞争性长期稳定性，这凸显了这种替代路线在EG生产中的工业化潜力。