Eine elektrokatalytische/heterogen‐katalytische Kaskade zur selektiven Herstellung von Propylenoxid durch anodische H ₂ O ₂ ‐Erzeugung

Kurzzusammenfassung Propylenoxid, ein wichtiges Zwischenprodukt mit vielfältigen Anwendungen in der Kunststoffindustrie, wird nach wie vor hauptsächlich durch energieintensive und ökologisch nicht nachhaltige Verfahren hergestellt. Die elektrochemisch unterstützte Epoxidierung von Propylen entwickelt sich zu einer nachhaltigen und atom‐effizienten Methode für die hochselektive Synthese von Propylenoxid. Hier stellen wir eine Kaskadenstrategie vor, die die anodische H 2 O 2 ‐Erzeugung mit der Propylenepoxidierung an einer porösen Schicht aus immobilisiertem Titansilikat (TS‐1) kombiniert. Für eine effiziente anodische H 2 O 2 ‐Erzeugung wurde ein ZnWO 4 ‐Elektrokatalysator entwickelt. Um die lokalen Reaktantenkonzentrationen zu maximieren, haben wir eine integrierte TS‐1‐immobilisierte Gasdiffusionsschicht entworfen, die einen schnellen Propylentransport zu der Dreiphasengrenze ermöglicht und gleichzeitig TS‐1‐Verluste und Trennprobleme verhindert, die bei heterogenen Katalysatorsystemen in Lösung häufig auftreten. Darüber hinaus wurde ein Acetonitril‐Bicarbonat‐Elektrolytsystem optimiert, um die direkte Verwendung von H 2 O 2 für die Propylenepoxidierung zu erleichtern, was zu einer H 2 O 2 ‐Nutzungseffizienz von 98 % und einer Selektivität von über 97 % für Propylenoxid führte. Diese Arbeit bietet eine sicherere und umweltfreundlichere Alternative für die Propylenoxidproduktion und erweitert die Anwendung von elektrochemisch durch Wasseroxidation erzeugtem H 2 O 2 für selektive Oxygenierungsreaktionen.