近来，我国科学技术大学耿志刚副教授等在丙烯电催化氧化制备环氧丙烷范畴获得重大打破。研讨人员经过可控组成制备了系列露出晶面单一的AgPO的晶面效应对丙烯电催化氧化制备环氧丙烷催化功能的调控机制。相关效果以“Facet-dependent electrooxidation of propylene into propylene oxide over Ag

　　环氧丙烷是丙烯工业中除聚丙烯和丙烯腈之外的第三大衍生物。作为一种重要的根底有机化工组成质料，环氧丙烷多用来出产聚醚多元醇、丙二醇、碳酸二甲酯、丙二醇醚及各类表面活性剂、阻燃剂和乳化剂等。现在，环氧丙烷的工业出产办法主要有氯醇法、共氧化法和直接氧化法。但是，传统的环氧丙烷工业出产办法面临高污染、高能耗等许多问题。因而，开发一种环境友好、低成本、高收率的丙烯环氧化新工艺，关于推进环氧丙烷的工业出产和开辟环氧丙烷的商场运用具有极端重大意义。丙烯电催化环氧化进程运用清洁电能作为驱动力，可有用缓解热催化进程中化石燃料的耗费和温室气体的排放。一起，因为丙烯环氧化进程为放热反响，在常温常压下进行的丙烯电催化环氧化进程有望打破热力学约束，大起伏的进步丙烯环氧化功率。迄今为止，铂、钯基催化剂已被报导运用于丙烯电催化氧化制备环氧丙烷中，但铂、钯基催化剂不仅能活化丙烯中的碳碳双键（C=C），还对结尾甲基中的碳氢键（C-H）具有活化效果，降低了方针产品环氧丙烷的选择性。银基催化剂则具有选择性活化丙烯中C=C的效果，因而可有用进步方针产品环氧丙烷的选择性。但是，现在已报导的银基催化剂较低的催化活性极大地约束了电催化丙烯环氧化的开展与运用。因而，规划高效银基催化剂用以进步电催化丙烯环氧化活性，对丙烯环氧化工业转型具有推进效果。

　　在本作业中，研讨人员经过精密可控组成，成功制备出描摹均一的AgPO4立方体、AgPO4十二面体和AgPO4四面体。选区电子衍射和X射线晶体衍射标明AgPO4立方体、AgPO4十二面体和AgPO4四面体露出的晶面分别为（100）、（110）和（111）。丙烯电化学催化功能评价阐明露出（100）晶面的AgPO4立方体具有最高的催化反响活性。在施加相对规范氢电极2.4 V的作业电位下，AgPO4立方体生成环氧丙烷的产率高达5.3 gPOm-2h-1，分别是露出（100）晶面AgPO4十二面体和露出（111）晶面AgPO4四面体产率的1.6 倍和2.5倍。该数值远高于现在报导的银基催化剂制备环氧丙烷的产率（0.01 gPOm−2h−1）。经过密度泛函理论模仿深化探求了丙烯电催化氧化制备环氧丙烷在不同AgPO4晶面上的反响机理。理论研讨标明，吸附态丙烯和氧物种*OH的偶联是整个反响的决速步，且在AgPO4（100）晶面上产生的催化反响具有最低的决速步能垒（图1）。并进一步根据Bader电荷剖析，AgPO4（100）晶面上的活性位点Ag对丙烯具有最强的极化效果，这种极化效果有利于打破C=C对称性，促进C-O构成。此外，AgPO4（100）晶面临丙烯和氧物种*OH的弱吸附在某些特定的程度上增大了吸附物种的振荡起伏和振荡频率，增大了吸附态丙烯和氧物种*OH间磕碰概率，降低了决速步能垒，进步了丙烯电化学催化氧化制环氧丙烷的催化活性。

　　该项研讨遭到国家自然科学基金项目支撑。耿志刚副教授为该论文的仅有通讯作者，博士生柯景文、迟明芳和博士后赵建康为论文的一起榜首作者。