在电催化中，反应物和反应中间体的吸附行为决定着{attr}3150{/attr}对目标产物的选择性。目前，大多数吸附行为调整是通过优化催化剂的电子结构来实现的。近日，澳大利亚阿德莱德大学乔世璋教授课题组和Yao zheng展示了一种更广泛适用的策略，无需任何催化剂工程而简单地调整催化剂表面的局部反应环境即可解决问题和控制反应途径。相关工作以“Local Environment Determined Reactant Adsorption Configuration for Enhanced Electrocatalytic Acetone Hydrogenation to Propane”为题发表在Angewandte Chemie International Edition上。图1. Pt/C催化剂在含0. 1 M丙酮的0.1 M H2SO4（a）和含0. 1M丙酮的1 M H2SO4（b）中，不同电位下的HER（上图）和APH（下图）的FE。（c）在不同电解质中，在-0 15 V下HER和APH的FE。虚线表示各种电解液中FE丙烷/FEH2的比例。（d）不同电解质下APH的Tafel斜率。要点1. 该策略被用于商业Pt/C催化剂电催化丙酮加氢制丙烷(APH)，进一步发现表面局部H+浓度可以显着影响丙酮反应物的吸附类型。证明丙烷的选择性和HER的活性都与丙酮反应物的吸附构型密切相关。要点2. 电催化测量结合原位傅里叶变换红外光谱（FTIR）表征表明，局部高浓度H+会引起丙酮的垂直吸附，进一步实现丙烷的高效制备；而低H+浓度环境会导致丙酮平面吸附进一步抑制反应。要点3. 密度函数理论(DFT)计算表明，施加电位和表面H覆盖率对丙酮转化非常关键。表面H覆盖率在丙酮的吸附构型中起决定性作用。通过调节局部环境的pH值直接控制中间体的吸附构型，从而提高APH反应效率的同时抑制HER。图2. 在一系列负外加电位下，Pt/C在0.1 M H2SO4/1 M丙酮（a）和1 M H2SO4/1 M丙酮（b）中的原位FTIR光谱。（c）两种电解质下FE丙烷和FE H2的电位依赖性比。蓝色区域代表丙酮的垂直吸附占优势，而粉红色区域代表丙酮的平面吸附占优势。图3. 丙酮吸附在Pt（111）表面的吸附强度。蓝色区域代表丙酮的垂直吸附，粉红色区域代表丙酮的平面吸附。图4. 不同外加电位和环境下丙酮和H中间体在Pt催化剂上的吸附状态示意图。https://doi.org/10.1002/anie.202114253
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