環氧丙烷（PO）是一種重要的基礎化工原料，其傳統生產方法面臨環境和成本的雙重挑戰，通過電化學方法實現丙烯環氧化反應（PER）合成環氧丙烷因此受到廣泛關注。常規的氯介導丙烯電化學環氧化策略具有反應速度快、轉化效率相對較高的優勢，但仍面臨著陰極產生的OH-擴散至陽極會導致介導活性物種損失和競爭副反應加劇等問題。因此需要通過離子交換膜分隔，采用先生成氯醇中間產物，再進行陰陽極液混合形成環氧丙烷的分步過程實現，制約了轉化效率的進一步提高。
針對上述問題，中國科學院上海高等研究院（以下簡稱“上海高研院”）魏偉、陳為研究員團隊設計了自支撐RuO2/Ti中空纖維透散電極，結合空間耦合策略促進氯醇和OH-進一步直接轉化，實現安培級電流密度下一步法高效生成環氧丙烷。研究成果以“Spatial-coupledAmpere-level Electrochemical Propylene Epoxidation over RuO2/TiHollow-fiber Penetration Electrodes”為題在線發表于化學領域重要期刊Angewandte Chemie International Edition。
研究團隊原創的自支撐中空纖維透散電極，具有獨特的透散效應顯著地提高了三相界面反應，極大地增強了丙烯環氧化反應動力學。在促進氯醇和OH-進一步直接轉化為環氧丙烷的同時，顯著的抑制了OH-擴散的不利影響。通過RuO2/Ti中空纖維空間耦合策略，實現了安培級電流密度下無膜單池內一步法高效制取環氧丙烷，達到了超過80%的環氧丙烷法拉第效率和859 mA cm?2的環氧丙烷分電流密度。同時，通過原位拉曼實現了對反應過程的原位監測和液相產物的在線定量，并進一步結合實驗及理論計算提出了RuO2表面形成的吸附氯物種（*Cl）對丙烯雙鍵親電進攻實現環氧化反應的新機制。
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