Selective electrocatalytic nitrobenzene-to-aniline reduction on nickel-cobalt layered double hydroxide via dual-site hydrogen atom transfer.

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Demonstrates a novel dual-site catalyst design for efficient electrochemical hydrogenation, relevant to sustainable chemical synthesis.

🏢実務担当者:Potentially useful for chemical companies aiming to adopt green electrosynthesis for aniline production, reducing carbon footprint.

ニトロベンゼンのアニリンへの選択的還元は、多様な化学原料や材料の工業生産における重要な中間体を提供する。従来の合成経路は通常、高温・高圧などの過酷な条件下で行われ、持続可能性とエネルギー効率に重大な課題を提起している。水をグリーン水素源として利用するニトロベンゼンのアニリンへの直接電気触媒還元は、有望な解決策を提供する。しかし、その工業的実施は、しばしば触媒電極の低い選択性によって妨げられる。本稿では、ニッケル‑コバルト層状複水酸化物（NiCo-LDH）電極触媒を用いた、ニトロベンゼンからアニリンへの還元のための高効率かつ高選択的な電気触媒システムを報告する。ニッケルとコバルトの金属カチオンの比率を精密に調整し、酢酸イオン（Ac-）をLDH層に埋め込むことにより、ニッケルフォーム担持のデュアルサイト型ニッケル‑コバルト層状複水酸化物電極（NiCo(x)-LDH-Y/NF）の一連を調製した。最適化されたNiCo(2)-LDH-20電極は、中性条件下で、98.3％の選択性と87.3％のファラデー効率を伴う、例外的なニトロベンゼン変換率（>99％）をアニリンに対して達成できた。電気化学吸着（ECA）研究と密度汎関数理論（DFT）計算を用いた機構解明により、優れた性能は、水素原子移動（HAT）プロセスが支配的なNiCo(x)-LDH-Yのデュアルサイト触媒モデルに由来することが明らかになった。基質を吸着する基底面サイトと、反応性水素（Hads）の生成を促進するエッジサイトの革新的な統合は、反応経路と触媒の全体的な性能を著しく改善する。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

The selective reduction of nitrobenzene to aniline provides key intermediates for the industrial production of diverse chemical feedstocks and materials. Conventional synthesis routes typically operate under harsh conditions, such as elevated temperatures and pressures, posing significant challenges to sustainability and energy efficiency. The direct electrocatalytic reduction of nitrobenzene to aniline utilizing water as a green hydrogen source offers a promising solution. However, its industrial implementation is often hindered by low selectivity of catalytic electrodes. Herein, we report a highly efficient and selective electrocatalytic system for nitrobenzene-to-aniline reduction using nickel‑cobalt layered double hydroxide (NiCo-LDH) electrocatalyst. By precisely adjusting the ratio of nickel and cobalt metal cations and embedding acetate ions (Ac-) into the LDH layers, a series of nickel foam-supported dual-site nickel‑cobalt layered double hydroxide electrodes (NiCo(x)-LDH-Y/NF) were prepared. The optimized NiCo(2)-LDH-20 electrode could achieve exceptional nitrobenzene conversion (>99 %) to aniline with 98.3 % selectivity and 87.3 % Faradaic efficiency under neutral conditions. Mechanistic investigations with electrochemical adsorption (ECA) studies and density functional theory (DFT) calculation revealed that the superior performance originates from a dual-site catalytic model of NiCo(x)-LDH-Y dominated by hydrogen atom transfer (HAT) process. The innovative integration of the basal plane sites in adsorbing substrate and edge sites in facilitating reactive hydrogen (Hads) production remarkably improves the reaction pathway and overall performance of the catalyst.

• semanticscholar https://doi.org/10.1016/j.jcis.2026.139837first seen 2026-05-15 20:20:31 · last seen 2026-07-06 05:17:50