Small:IrO2/TiO2复合电极实现高性能电解制氯
纳米技术 纳米 2021-03-15

析氯反应CER(chlorine evolution reaction)对于电化学合成和工业级应用非常重要,尤其在氯碱工业、海水电解、含盐废水处理等方面。有鉴于此,为了提高CER电解反应效率,韩国高丽大学Yudong Xue等报道了一种IrO2/TiO2纳米片阵列复合结构材料,同时进一步对界面、表面进行设计和调控。IrO2/TiO2纳米片阵列的CER电催化反应活性在10 mA cm-2电流密度条件的过电势仅仅44 mV,Tafel斜率仅仅40 mV dec-1,反应中CER的选择性达到95.8 %。该电催化反应具有长期稳定性(60 h稳定工作),性能比其他相关报道更好。

本文要点:

(1)

这种提高的电催化性能来自于对界面进行疏气/亲水处理,对界面电子结构有效的调控,促进了Cl-的传质、Cl2的释放、Volmer-Heyvrosky动力学过程。展示了含盐废水处理的效果,结果显示较高的对硝基苯酚降解效率,在60 min内实现了95.1 %的降解,比其他相关报道结果更好。

(2)

通过ESR表征、淬灭实验,展示了Cl2/HClO、以及自由基在提高催化反应过程中分别起到关键作用、辅助作用。

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参考文献

Yunting Wang, Yudong Xue,* Chunhui Zhang, Rational Surface and Interfacial Engineering of IrO2/TiO2 Nanosheet Arrays toward High‐Performance Chlorine Evolution Electrocatalysis and Practical Environmental Remediation, Small 2021, 2006587.

DOI: 10.1002/smll.202006587

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/smll.202006587


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