这是一种生产廉价高效氯的新技术

时间:2020-03-11 20:36 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

这是一种生产廉价高效氯的新技术

氯是当今世界上使用最广泛的工业化学品之一,每年生产7500万吨。隶属于UNIST的一个研究小组最近发现了一种方法,可以使氯气的生产更高效、更经济。这对与氯相关的工业有很大的帮助。

由新加坡国立大学能源与化学工程学院的Sang Hoon Joo教授和Sang Kyu Kwak教授领导的联合研究小组公布了一种用于电化学氯生成的新型催化剂(Pt1/CNT)。

现有的氯生成电化学催化剂含有大量的贵重金属,如钌(Ru)和铱(Ir),因此价格昂贵,生产效率不高。另外,在低氯浓度和ph中性环境下,除氯外还会产生氧气,这降低了氯的整体生产效率。该研究小组基于这样一个结论开发了一种非金属氧化物,即这种缺陷源于金属氧基催化剂的固有特性。

新开发的催化剂(Pt1/CNT)是一种单原子分散催化剂,铂(Pt)原子被4个氮(N)原子围绕,分散在碳纳米管(CNT)上。由于催化剂完全暴露在金属原子(Pt)的表面,所以在各种电解质条件下,即使用量很少,也比现有的商用DSA催化剂具有更高的效率和更好的性能。此外,它还含有较高的氯离子,如海水,反之亦然。该技术在电化学水处理设备中具有广阔的应用前景。

这是一种生产廉价高效氯的新技术

“已经证实,只有氯离子被选择性地吸附在Pt1/CNT的活性位点上,而其他额外的反应被抑制了,”该研究的第一作者,UNIST化学工程系的Taejung Lim说。“这将成为一种新的催化剂,它将克服现有金属氧化物催化剂的根本缺陷。”

在研究中,Kwak教授和Gwan Yeong Jung博士将他们的实验数据应用于理论计算,以检验活性位点的结构和电化学反应的原理。他们发现,活性位点和碳纳米管之间结构完整性的改善使得电子传递更加顺畅,催化性能也有了显著提高。

夸克教授说:“透过分子模型和密度泛函计算,我们确定了Pt1/CNT中活性位点的中心结构。”“这一计算原理有望在未来有助于解释各种单原子催化剂的反应活性和反应原理。”

“这次开发的单原子催化剂是一种新的催化剂设计概念,它改变了50年前贵金属氧化物催化剂商业化的范式,”Joo教授说。“特别是,这种新型催化剂不受电解质组成的影响,因此有望应用于各种应用,如中小型水处理,以及压载水处理。”

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