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ACS Nano:多孔rGO电极中氧化钴选择性催化水电氧化

时间:2022-08-09 来源: 浏览:

ACS Nano:多孔rGO电极中氧化钴选择性催化水电氧化

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海水的直接电解受到 Cl - 氧化成游离氯(一种不受欢迎的腐蚀性副产物)的极大抑制。

基于此,为了抑制 Cl - 和任何其他离子的寄生干扰, 麦吉尔大学 Thomas Szkopek Marta Cerruti 开发了一种独立的导电 3D 大孔还原氧化石墨烯( rGO )支架,其中氧化钴颗粒选择性地沉积在其封闭孔的内壁上(平均直径为 180 μm )。

本文要点
要点 1.  孔壁充当由堆叠的 rGO 薄片组成的膜, rGO 层之间的纳米通道 ( 尺寸 < 1 nm) 可渗透水和气体,同时防止溶解离子如 Cl - 的扩散。基于此,催化颗粒选择性地接近水分子,但不接近离子,从而允许电解发生而没有氯析出。
要点2 所开发的电极能够从 pH 值为 14 的模拟海水中稳定产生 O 2 ,在连续电解过程中,电流密度高达 25 A g -1 ,法拉第效率为 89-98 %, 而产生的氯低于所用检测方法的灵敏度极限( 6 ppm h -1 )。
这里提出的策略可以推广到构建由于其结构而具有固有选择性的电极,其中催化活性颗粒装载到具有选择性离子传输特性的封闭孔中。
Gabriele Capilli, et al, Selective Catalytic Electro-Oxidation of Water with Cobalt Oxide in Ion Impermeable Reduced Graphene Oxide Porous Electrodes, ACS Nano, 2022
DOI: 10.1021/acsnano.2c03877
https://doi.org/10.1021/acsnano.2c03877
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