通过Ce 兴奋剂和Cu (OH) 2的合来调节Ni 位的电子结构,以提高5-氧甲基酸氧化性能
Guangxin Ren1, Baocang Liu1, Liang Liu1
1School of Chemistry and Chemical Engineering & Inner Mongolia Engineering and Technology, Research Center for Catalytic Conversion and Utilization of Carbon Resource Molecules, Inner Mongolia University, 49 Xilinguole South Road, Hohhot 010020, P. R. China.
Inorganic chemistry
|July 25, 2023
概括
一种新的核心外电催化剂有效地将生物质衍生的5-基甲基 (HMF) 转化为2,5-基酸 (FDCA). 这种可持续的工艺使用氧化和铜氧化纳米线,以获得高产量和稳定性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 催化剂是一种催化剂.
背景情况:
- 将生物质转化为有价值的化学物质,为化石燃料提供了一个可持续的替代方案.
- 5-氧甲基 (HMF) 是一种从生物质中提取的关键平台分子.
- 需要高效的电催化剂来使HMF氧化为2,5-furandicarboxylic 酸 (FDCA).
研究的目的:
- 开发一种新的,自我支持的电催化剂,用于高效的电催化氧化HMF到FDCA.
- 调查核心外结构和兴奋剂对电催化性能的影响.
- 在温和条件下实现高产量和法拉第效率.
主要方法:
- 一个核心外结构的电催化剂的制造:铜氧化物纳米线@cerium-doped氧化物纳米板复合纳米线在铜网上 (CuH_NWs@Ce:NiH_NSs/Cu).
- 使用制造的催化剂将HMF电催化氧化为FDCA.
- 催化剂结构,组成和电化学性能的表征.
- 通过连续循环进行稳定性测试.
主要成果:
- 最佳的CuH_NWs@Ce:NiH_NSs/Cu电催化剂实现了98.5%的HMF转换率和97.9%的FDCA收益率.
- 高法拉第效率98.0%,在1.45V的低电位下与RHE相比,获得了高法拉第效率.
- 催化剂表现出极好的稳定性,在15个周期后没有活动损失.
结论:
- 核心纳米结构和兴奋剂策略的合理设计对于开发高性能电催化剂至关重要.
- 开发的CuH_NWs@Ce:NiH_NSs/Cu催化剂与大多数报告的Cu和Ni基催化剂相比,表现优越,用于HMF氧化.
- 这项工作为生物质升级和可持续化学品生产提供了有希望的途径.
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