ORR電催化制雙氧水

蒽醌法制雙氧水

    ORR電催化制雙氧水，由于其更低能耗，更低成本，正在越來(lái)越多地吸引科學(xué)家的注意。ORR電催化制雙氧水，可以直接在漂白工業(yè)、酸性廢水處理行業(yè)使用。

一般來(lái)說(shuō)，在堿性條件下，ORR電催化制雙氧水會(huì)經(jīng)過(guò)以下2個(gè)反應(yīng)過(guò)程：

兩個(gè)反應(yīng)路徑都非常有效，關(guān)鍵是如何實(shí)現(xiàn)每個(gè)反應(yīng)路徑的催化劑的活性和選擇性問(wèn)題。這就必須控制電極組成，使反應(yīng)過(guò)電位盡量接近零。研究人員開發(fā)了大量ORR催化劑，試圖直接從O2制備雙氧水，目前的是酸性條件下使用的Pd-Hg合金催化劑。

有鑒于此，加州大學(xué)伯克利分校的McCloskey課題組發(fā)展了一種基于還原氧化石墨烯的非貴金屬催化劑，實(shí)現(xiàn)了高活性高選擇性。

圖3. F-mrGO的ORR電催化性能

研究人員首先發(fā)展了一種規(guī)?；苽溥m度還原氧化石墨烯的工藝，然后在600℃條件下對(duì)少層適度還原的氧化石墨烯進(jìn)行退火處理，發(fā)現(xiàn)適度還原的氧化石墨烯可以更高選擇性生成HO₂^-，且過(guò)電位低至10 mV以下，優(yōu)于現(xiàn)有的堿性催化劑。

圖4. 電催化活性位點(diǎn)的確認(rèn)

原位結(jié)構(gòu)表征和原位拉曼光譜電化學(xué)表明，存在于石墨烯片層表面或邊界的，和醚基團(tuán)密切相關(guān)的缺陷，是主要的活性位點(diǎn)。

這項(xiàng)研究為直接制雙氧水的提供了新的催化思路，并為碳材料電催化提供了更多新的思考。

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