电化学炔醇半加氢已成为一种可持续的、环境友好的高附加值烯醇生产方法，并且其氢源是水而不是H2。然而，设计高效电催化剂及其配套电解质的电极-电解质界面，提高反应选择性和活性是一项极具挑战性的工作。
近日，华东理工大学李春忠、江宏亮和练成等提出了掺硼钯(PdB)催化剂和表面活性剂修饰的电极-电解质界面，以同时提高电化学炔醇半加氢的选择性和转化率。
具体而言，为了抑制竞争性HER，研究人员利用季铵型阳离子表面活性剂作为电解质添加剂来调节电极-电解质界面。与纯盐电解质相比，表面活性剂体系中对水的排斥作用导致了氢键的大量损失，形成适当的疏水界面微环境可以促进炔醇转移并适当阻碍水转移，最终抑制竞争性HER并促进炔醇半加氢。
因此，与纯Pd和Pd/C催化剂相比，由于适当的表面改性，开发的PdB间隙催化剂具有优异的烯醇选择性和转化率。
实验结果表明，在没有2-甲基-3-丁炔-2-醇(MBY)的溶液中，PdB催化剂的HER性能缓慢；添加MBY后，电流密度显著增加，起始电位显著降低。同时，与竞争性HER相比，MBY更容易还原为2-甲基-3-丁烯-2-醇(MBE)，进一步证实了炔醇电化学半加氢的可行性。
为了进一步验证所制备催化剂的效能，计算了电化学活性表面积(ECSA)：与纯Pd(173 cm−2)相比，PdB催化剂显示出更大的ECSA(232.5 cm−2)，并且PdB催化剂在低电位下表现出较高的ECSA归一化电流密度。总的来说，这项工作为用于水电解质中有机物电合成的合适的电极-电解质界面的合理设计提供了指导。
Dopant- and Surfactant-Tuned Electrode–Electrolyte Interface Enabling Efficient Alkynol Semi-Hydrogenation. Journal of the American Chemical Society, 2023. DOI: 10.1021/jacs.3c00565
