电子科大/玉林师范Nature子刊:合成过程中引入Cl−,抑制CoOxCly发生OER反应并加速酸性CER 2023年9月21日 下午10:40 • 百家, 顶刊 • 阅读 20 Cl2是一种重要的化学品,广泛应用于水处理、有机合成和聚氯乙烯生产。氯碱工业中Cl2主要通过电化学析氯反应(CER)产生,其中析氧反应(OER)与CER在水溶液中具有相似的起始电位和类似的催化活性位点,因此保证Cl2的高选择性生成是一个巨大的挑战。 用于CER的最先进的工业电解槽通常使用基于高成本贵金属(Ru或Ir)的相对耐酸的混合金属氧化物,这些金属氧化物对OER也具有高度活性。 为了确保CER系统的高效率和提高Cl2的选择性,需要高浓度的Cl−离子(5.0 M)和酸性pH条件,然而在实际应用中,Ru基CER催化剂由于形成了可溶性的氯化钌,在长期运行下仍然不够稳定。 因此,开发合适的策略来提高混合金属氧化物基CER催化剂的活性和稳定性具有重要意义。 近日,电子科技大学崔春华和玉林师范学院梁君武等在含有Co2+和Cl−的盐溶液中,在pH≤2的F掺杂二氧化锡(FTO)裸电极上原位沉积一种自适应的非晶态CoOxCly催化剂,用于高效和选择性催化CER。 实验结果表明,在1.67 V下电沉积2小时后得到的CoOxCly催化剂实现了约100%的Cl2选择性,且当Cl−的浓度降低至0.01 M时,Cl2的选择性仍保持90±1.5%。 此外,在1.67 V下沉积的CoOxCly催化剂在10 mA cm-2下连续运行500小时,电流密度在测试中升至15 mA cm-2;同时,CoOxCly催化剂在250 mA cm-2geo下可以连续运行20小时以上,表明该催化剂具有优异的稳定性。 原位光谱和理论计算表明,在电沉积过程中引入Cl−离子,可以增加Co电子电荷并降低价态,能够抑制有利于水氧化的高氧化态Co位点的形成,提高了CER中Cl2的选择性;同时,Cl−离子的引入允许CER的活性位从Co*向Co-O*转变,CER的选择性通过Volmer-Heyrovsky路径得到提高。 总的来说,这项工作将反应物Cl−自身作为促进剂提高了酸性盐水中CER的活性和选择性,为稳定非贵金属氧化物在强酸中的阳极电催化反应提供了范例。 Self-adaptive Amorphous CoOxCly Electrocatalyst for Sustainable Chlorine Evolution in Acidic Brine. Nature Communications, 2023. DOI: 10.1038/s41467-023-41070-7 原创文章,作者:v-suan,如若转载,请注明来源华算科技,注明出处:https://www.v-suan.com/index.php/2023/09/21/782fc2a75f/ 赞 (0) 0 生成海报 微信扫码分享 相关推荐 AEM: 用于实现可逆稳定锌负极的防腐疏水界面 2023年10月15日 南开陈军Angew:不对称溶剂调节结晶限制的电解质实现全气候锂金属电池 2024年2月19日 成功观测!清华大学,再发Nature Materials! 2024年10月24日 【顶刊】最新集锦 | 石墨炔、锂空/锂硫/锂离子电池、钠离子电池 2023年11月16日 范红金/宋卫星AM: 15000次循环,无隔膜锌电池! 2022年9月23日 南大谭海仁教授AM:巧妙原位背接触钝化,21.6%的平面型钙钛矿太阳能电池 2023年11月27日