NiFe-MOF和氮氧自由基协同增强甾醇电催化氧化(英文)

作者：许银洁; 李随勤; 刘力豪; 贺佳辉; 李凯; 王梦欣; 赵舒影; 李纯; 张峥斌; 钟兴^*; 王建国^*

来源：Acta Physico - Chimica Sinica, 2023, 1-11.

• 甾醇
• 电催化氧化
• 金属有机框架
• 氮氧自由基
• 协同作用

传统甾醇中间体氧化采用重金属铬作为氧化剂，存在毒性大和环境污染等问题。电催化氧化(ECO)以其高效、环保、可控的优点备受青睐，被认为是一种可替代传统工艺的方法。然而，目前ECO面临低电流密度和低时空产率的挑战。本研究采用一步溶剂热法在石墨毡上制备自支撑NiFe-MOF纳米片电催化剂，并耦合NiFe-MOF与氮氧自由基(4-乙酰氨-2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧)协同电催化策略以提高ECO性能。研究发现碱性电解液可重构NiFe-MOF催化剂，从而提高催化活性。此外，连续流动强化传质，成功实现以100 mA·cm-2的大电流密度对19-羟基-4-雄甾烯-3，17-二酮(1a)的选择性电催化氧化，且选择性高达98%，时空产率可达15.88 kg·m-3·h-1，是间歇电反应器的35倍。寿命测试发现经10次循环反应后，NiFe-MOF/ACT协同体系对ECO仍具有较高的转化率。通过增大NiFe-MOF面积，将其组装至连续流动式电反应器并进行ECO恒电流电解，可达到12.99 kg·m-3·h-1的时空产率。该工作提出一种NiFe-MOF/ACT协同电催化氧化策略，为实现甾醇选择性氧化提供新的见解。

• 单位
  浙江仙居君业药业有限公司; 绿色化学合成技术国家重点实验室; 浙江工业大学