环己酮和苯醌是化学和制造业的重要化学品。苯酚与水反应同时生产环己酮和苯醌是生产这两种化学品的理想路线。原则上，这可以在将苯酚阴极还原成环己酮和苯酚阳极氧化成苯醌的电化学反应系统中实现，但目前并没有文献报道。在这里，中科院化学研究所韩布兴和孟庆磊等首次报道了苯酚的电催化转化，通过苯酚的阴极还原和阳极氧化耦合同时生产环己酮和苯醌。这项工作中设计的氮掺杂分级多孔碳(NHPC)负载的NiPt和FeRu分别是对环己酮和苯醌非常有效和选择性的阴极和阳极催化剂。在电化学反应中，催化剂对环己酮和苯醌的选择性均>99.9%，产率分别为115.6 mol h-1 mol-1和164.1 mol h-1 mol-1，并且该电催化集成策略所需的电能消耗低于独立运行的半电池总和的一半。更重要的是，研究人员在原位拉曼和FTIR研究的基础上，提出了电催化反应的机理。催化剂的优异性能可归因于NiPt合金纳米粒子对环己酮和Fe单原子修饰的Ru纳米粒子对苯醌的吸收能力差，避免了所需产物的过度还原和氧化。在1 g规模的放大实验中，NiPt/NHPC和FeRu/NHPC表现出优异的活性和稳定性，该集成系统在90小时的运行时间内同时提供了645.3 mg环己酮和691.7 mg苯醌，没有任何其他有机副产物。这项工作为通过阴极和阳极反应的耦合将可再生碳资源高效、经济地电化学转化为高附加值化学品开辟了新途径。此外，正极和负极反应耦合的策略也可用于探索其他有效的电化学反应，从而显着降低能耗。Electrochemical Strategy for the Simultaneous Production of Cyclohexanone and Benzoquinone by the Reaction of Phenol and Water. Journal of the American Chemical Society, 2022. DOI: 10.1021/jacs.1c09021
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