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ORR电催化制双氧水

更新时间:2018-04-10点击次数:706

蒽醌法制双氧水

 

    ORR电催化制双氧水,由于其更低能耗,更低成本,正在越来越多地吸引科学家的注意。ORR电催化制双氧水,可以直接在漂白工业、酸性废水处理行业使用。

 

一般来说,在碱性条件下,ORR电催化制双氧水会经过以下2个反应过程:

两个反应路径都非常有效,关键是如何实现每个反应路径的催化剂的活性和选择性问题。这就必须控制电极组成,使反应过电位尽量接近零。研究人员开发了大量ORR催化剂,试图直接从O2制备双氧水,目前的是酸性条件下使用的Pd-Hg合金催化剂。

有鉴于此,加州大学伯克利分校的McCloskey课题组发展了一种基于还原氧化石墨烯的非贵金属催化剂,实现了高活性高选择性。

图3. F-mrGO的ORR电催化性能

研究人员首先发展了一种规模化制备适度还原氧化石墨烯的工艺,然后在600℃条件下对少层适度还原的氧化石墨烯进行退火处理,发现适度还原的氧化石墨烯可以更高选择性生成HO2-,且过电位低至10 mV以下,优于现有的碱性催化剂。

图4. 电催化活性位点的确认

原位结构表征和原位拉曼光谱电化学表明,存在于石墨烯片层表面或边界的,和醚基团密切相关的缺陷,是主要的活性位点。

这项研究为直接制双氧水的提供了新的催化思路,并为碳材料电催化提供了更多新的思考。

 

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