Cl2是化学工业最关键的化学品之一,每年全球的Cl2产量达到7500万吨,Cl2广泛应用于聚合物、医药化学品、木材漂白、污水处理等。而且目前人们对Cl2介导电催化反应产生更多关注,尤其是可能用于制备环氧乙烷和环氧丙烷。
电化学产氯反应是工业氯碱反应制备Cl2、制备ClO-、或者Cl2介导电催化反应的关键,以往长期人们使用Ru基混合氧化物作为电化学产氯催化剂,目前制氯电催化剂是由RuO2、IrO2、TiO2组成,这种催化剂虽然具有较好的制氯催化活性和寿命,但是其中含有30 %(原子占比)贵金属用于保证较好的导电性,而且在电催化反应过程中电催化剂的界面组成将发生改变,催化剂组成的均匀性降低。但是这种催化剂面临着产氧竞争性反应。为了解决这个竞争性催化反应问题,需要发展新型的更高选择性催化剂。
作者在之前的工作中发现Pt-N4是一种制氯催化活性位点,这种催化位点具有较高的制氯催化活性和选择性,同时能够抑制OER竞争性反应的发生,而且能够在中性pH和较低的氯浓度保持较高的催化活性。
有鉴于此,杜伊斯堡-埃森大学Kai S. Exner、韩国国立蔚山科学技术院Sang Hoon Joo等报道发展一种新型催化剂,碳纳米管上分散原子级Pt-N4催化位点催化剂。表现了优异的制氯催化反应活性和催化反应选择性,说明这种Pt1/CNT催化剂是一种普适性的制氯催化剂。
参考文献
Taejung Lim, Jae Hyung Kim, Jinjong Kim, Du San Baek, Tae Joo Shin, Hu Young Jeong, Kug-Seung Lee, Kai S. Exner*, and Sang Hoon Joo*, General Efficacy of Atomically Dispersed Pt Catalysts for the Chlorine Evolution Reaction: Potential-Dependent Switching of the Kinetics and Mechanism, ACS Catal. 2021, 11, 12232–12246
DOI: 10.1021/acscatal.1c03893