新型磁场整合增强绿色过氧化氢生产

研究人员在提高产生过氧化氢的电化学反应效率方面取得了突破,过氧化氢是工业应用(包括消毒、漂白和污水处理)的重要化学品。这种反应称为氧还原反应 (ORR),通过开发一种具有集成磁场的新型异质分子催化剂得到改进。这项研究发表在《先进材料》上。

来源:英国物理学家网首页
示意图显示了带有聚合物保护的磁性纳米粒子的 CoPc/CB-Mag 催化剂,可以实现钴中心的自旋态操控。图片来源:Advanced Materials (2024)。DOI:10.1002/adma.202408461
示意图显示了带有聚合物保护的磁性纳米粒子的 CoPc/CB-Mag 催化剂,可以实现钴中心的自旋态操控。图片来源:Advanced Materials (2024)。DOI:10.1002/adma.202408461
Advanced Materials

研究人员在提高产生过氧化氢的电化学反应效率方面取得了突破,过氧化氢是一种用于消毒、漂白和污水处理等工业应用的重要化学品。这种反应称为氧还原反应 (ORR),通过开发一种具有集成磁场的新型异质分子催化剂得到了改进。该研究发表在《先进材料》杂志上。

已发表 先进材料

生产过氧化氢 (H2O2) 的传统方法存在一些缺点。该过程耗能大,浓缩的最终产品难以安全运输。为了解决这些问题,研究团队寻求一种不仅更高效而且环保的电化学方法。

2 2

研究团队设计了一种新型催化剂,将钴酞菁 (CoPc) 分子锚定在炭黑 (CB) 上,然后将其与聚合物保护的磁性 (Mag) 纳米粒子结合。这种独特的结构能够有效地操纵钴活性位点的自旋态,从而显着提高催化性能。

新型催化剂 活性位点

研究人员发现 CoPc/CB-Mag 催化剂实现了 90% 的显著 H2O2 生产效率。值得注意的是,该催化剂只需要极少量的磁性材料——比以前的方法少了七个数量级——使其更安全,更适合大规模应用。

2 2 原子结构 先进材料 电子转移 引用