【摘 要】
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甘油（GLY）作为生物质衍生的平台分子,通过电化学技术将GLY选择性氧化为多种增值的化学品具有良好的应用前景。设计并合成高性能的电催化剂是实现甘油氧化反应（GOR）的关键。目前应用在GOR中的非贵金属电催化剂普遍存在电流密度低或产物选择性差等局限性,过渡金属硫化物具有独特的结构特征及可调节的电子特性可用于提升GOR的性能。本工作设计控制合成了基于铜基和镍基的硫化物用于高效GOR中。具体的研究内容包
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甘油（GLY）作为生物质衍生的平台分子,通过电化学技术将GLY选择性氧化为多种增值的化学品具有良好的应用前景。设计并合成高性能的电催化剂是实现甘油氧化反应（GOR）的关键。目前应用在GOR中的非贵金属电催化剂普遍存在电流密度低或产物选择性差等局限性,过渡金属硫化物具有独特的结构特征及可调节的电子特性可用于提升GOR的性能。本工作设计控制合成了基于铜基和镍基的硫化物用于高效GOR中。具体的研究内容包括:（1）采用原位硫化的方法在黄铜网（BM）基底上合成了CuS纳米片结构,然后通过歧化反应将铜纳米颗粒均匀分散在CuS纳米片上。采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等表征手段表明铜纳米颗粒在CuS上的均匀分散增加了活性位点的密度。通过X射线光电子能谱（XPS）结合密度泛函理论（DFT）结果表明,铜纳米颗粒与CuS的界面间存在电子相互作用,促进了电子传输,且铜电子云密度的降低更有利于吸附GLY分子,提升了GLY氧化的反应动力学。电化学测试结果表明Cu-CuS/BM对GOR表现出了良好的活性及稳定性:在1.37 V vs.RHE可达到10 m A·cm-2的电流密度,实现了对甲酸盐的高选择性（86.0%）和法拉第效率（90.4%）,且在20次连续的循环电解中平均选择性和法拉第效率分别可达到82.6%和89.5%。（2）采用水热法将泡沫镍（NF）基底原位硫化,制备了Ni3S2/NF材料,作为GOR的电催化剂。通过SEM、X射线衍射（XRD）及TEM对材料的形貌与结构进行了表征。原位硫化制备的Ni3S2/NF导致表面粗糙度增加,增大了电化学活性表面积,提升了GLY氧化的反应动力学。电化学测试结果表明,Ni3S2/NF对GOR表现出了优异的电催化活性及稳定性:在1.32 V vs.RHE可达到10 m A·cm-2的电流密度,在5 h内实现了GLY的高转化率（88.0%）及甲酸盐的高选择性（81.0%）和法拉第效率（79.1%）,且在20个连续的循环电解中的平均GLY转化率可达到84.0%,甲酸盐的选择性和法拉第效率分别可达到77.1%和79.0%。
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