在酸性环境中非贵金属析氧反应电催化剂现状及发展趋势

质子交换膜(PEM)电解水槽是最有前途的制氢技术之一,其阳极上发生的析氧反应(OER)的缓慢四电子过程决定了整体效率。因此,开发高活性且稳定的电催化剂用于酸性环境下的OER是一个长期的挑战。目前,PEM电解水槽中的阳极或电催化剂多使用贵金属铱、钌及其氧化物,它们不仅在强酸性条件下表现出较差的稳定性,而且成本较高、地壳储量低,极大地阻碍了其商业化应用。因此,在酸性介质下,开发活性高,稳定性良好,价格低廉的非贵金属OER电催化剂对PEM电解槽的大规模应用具有重要的意义。综述了当前常见的各种非贵金属电催化剂,包括过渡金属氧化物、碳基材料和其他类型化合物,并对各类催化剂的优缺点进行了讨论,并提出了酸性OER非贵金属电催化剂的未来发展方向。

卟啉基自组装膜同步光催化芳香醇选择性氧化和过氧化氢生成的性能研究

在温和的条件下实现对芳香醇选择性氧化是一个重大挑战。以中-四(4-羧基苯基)卟吩或中-四(4-羧基苯基)钴卟吩为有机配体、Zn_(2)^(4+)为无机金属节点、4,4’-联吡啶为连接体,通过分步方式制备自组装膜(分别命名为TCPP和TCPP-CoTCPP)。利用紫外可见吸收光谱和原子力显微镜对上述自组装膜的制备过程及组装结果进行表征。结果表明:TCPP-CoTCPP中光生电子-空穴对的分离效率和界面电荷迁移率较TCPP高,室温有氧条件下该自组装膜表现出良好的同步光催化芳香醇选择性氧化和过氧化氢生成性能;在优化的反应条件下,TCPP的过氧化氢产量为47.23 mmol,芳香醇氧化为芳香醛的选择性为48.4%;通过对自组装膜的有机配体调控,TCPP-CoTCPP过氧化氢产量提高到68.73 mmol,芳香醇氧化为芳香醛的选择性提升到84.2%。