Giftenbeständige PdAg-basierte Katalysatoren für die direkte Elektrooxidation von Ethylen zu Ethylenoxid

Ethylenoxid (EO) ist ein wichtiges Zwischenprodukt für die Synthese von Ethylenglykol, Ethanolamin und Polyether. Die umweltfreundliche und effiziente Herstellung hat eine große Bedeutung für den kohlenstoffarmen Übergang der chemischen Industrie. Angesichts der niedrigen Selektivität und der leichten Vergiftung der Katalysatoren durch Zwischenprodukte bei der direkten Elektrooxidation von Ethylen zu EO wurde in dieser Arbeit ein komposit katalysator aus PdAg-Legierungs-Partikeln, die auf Ag-Nanodrähten unterstützt sind, entworfen und konstruiert und in ein Reaktionssystem für Membran-Elektroden-Baugruppen eingesetzt. Die Studien zeigen, dass dieses System eine maximale Faraday-Effizienz von 38,5 % für EO erreichen kann und über 6 Stunden stabil betrieben werden kann. Strukturelle Charakterisierungen und in situ Spektralanalysen zeigen, dass unter Betriebsbedingungen die PdAg-Legierung eine Pd–O–Ag aktive Grenzfläche bilden kann, die sowohl die Bildung aktiver oxidierender Arten begünstigt als auch die Adsorption giftiger Zwischenprodukte verringert. Dies verbessert signifikant die katalytische Effizienz und die Widerstandsfähigkeit gegen Vergiftung.