Neue selbstreinigende Elektrode für die Synthese von Erdalkaliperoxiden entwickelt

Metallperoxid (MO₂M=Ca, Sr, Ba) ist eine Alternative zu Wasserstoffperoxid (H₂Oh₂). Es verfügt über ausgezeichnete Oxidationseigenschaften, hervorragende chemische Stabilität, hohe Reinheit und ist leicht zu lagern und zu transportieren. Es wird häufig in der Abwasseraufbereitung und -desinfektion eingesetzt.

Eine chinesische Forschungsgruppe entwickelte eine neuartige selbstreinigende Elektrode, indem sie eine Mikro-/Nanostruktur eines hochaktiven Katalysators mit entsprechender Oberflächenmodifikation konstruierte und so eine hochstabile Synthese von Erdalkali-MO ermöglichte.₂. Ihre Studie ist veröffentlicht in Natur-Nanotechnologie.

Der aktuelle primäre Syntheseprozess von MO₂ impliziert eine schnelle Zersetzung von H₂Oh₂Dies führt zu einer unzureichenden Nutzung von H₂Oh₂.

In dieser von Professor Lu Zhiyi vom Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering (NIMTE) der Chinesischen Akademie der Wissenschaften geleiteten Studie schlugen die Forscher in Zusammenarbeit mit Professor Jia Jinping von der Shanghai Jiaotong University einen elektrochemischen In-situ-Syntheseprozess vor. Reduzieren Sie wirtschaftliche Verluste und verringern Sie Explosionsrisiken durch H₂Oh₂ Transport und Lagerung.

Hohe H-Konzentration₂Oh₂ entsteht durch elektrochemische Reduktion von Sauerstoff zu zwei Elektronen (2^– ORR) kann effizient in MO umgewandelt werden₂ auf der Oberfläche der Elektrode. Allerdings starke Haftung von festem MO₂ Das Produkt auf der Elektrodenoberfläche kann das System direkt herunterfahren.

Um die Oberflächenadhäsion zu reduzieren, konstruierte die Forschungsgruppe eine Ni-dotierte sauerstoffhaltige Kohlenstoffelektrode mit einer Teflonbeschichtung (T-NiOC) sowie einer Mikro-/Nanostruktur und niedriger Oberflächenenergie. Dadurch wurde die Fest-Flüssigkeits-Kontaktfläche deutlich reduziert, was die schnelle Ablösung des in situ erzeugten MO erleichterte.₂ von der Oberfläche der selbstreinigenden Elektrode.

Die T-NiOC-Elektrode zeigte eine kumulierte Selektivität von etwa 99 % und eine Stabilität von mehr als 1000 Stunden bei einer Stromdichte von 50 mA cm.^-2 für die elektrochemische Synthese von MO₂Dies zeigt ein breites Anwendungspotenzial.

Im Vergleich zu H₂Oh₂CaO wie synthetisiert₂ bessere Ergebnisse beim Tetracyclinabbau mit hydrodynamischer Kavitation (HC).

Diese Arbeit könnte dazu beitragen, andere elektrochemische Festkörpersynthesereaktionen voranzutreiben und zu revolutionieren.