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影响5-羟甲基糠醛电催化峰值电流的关键

作者:一诺生物来源:浏览次数:1452日期:2023-03-15

中国人大和北京林大的教授发表论文显示,通过对比六种不同金属元素改性的氢氧化镍纳米片在电催化5-羟甲基糠醛(HMF)氧化的性能表现,提出利用阳极峰值电流而非过电位来评判电极材料的性能差异,并证实质子耦合电子转移(PCET)过程是是影响阳极峰值电流的关键。另外,明确了氢转移能垒在不同改性氢氧化镍表面的差异,并基于此设计出能实现电流密度在200 mA cm-2以上进行HMF转化的电极材料。

生物基2,5-呋喃二甲酸(FDCA),因其结构相似性而被认为是石油基对苯二甲酸的替代品。电化学可在室温条件下将5-羟甲基糠醛转化为FDCA,而且不需要贵金属作为催化剂,相比于传统的热催化在反应条件上具有非常大的优势。但是,目前文献中报道的诸多电催化剂在进行5-羟甲基糠醛电解时电流密度较低(<100 mA cm-2),远不能称之为高效转化。

对于镍基电极材料,由于扫描LSV曲线时在1.4 ~ 1.5 V vs. RHE区域存在氧化峰,因此,在评价5-羟甲基糠醛电氧化性能时,电容电流的存在使得LSV曲线反映出的电流密度偏高。基于此,利用分段i-t的测试方法,消除电容电流的影响,可获得真实的5-羟甲基糠醛电氧化电流。

由于羟基氧化镍(NiOOH)加氢还原速率的差异,导致5-羟甲基糠醛电氧化时阳极峰值电流的不同。

此外,除HMF外,Cr-Ni(OH)2/NF在电催化糠醇、糠醛以及乙醇时均表现出极高的转化效率。

糠醛厂家一诺生物,下辖河南浩森与濮阳一诺,是以生物基糠醛为原料,生产糠醇、四氢糠醇、2-甲基呋喃、2-甲基四氢呋喃、生物基戊二醇系列产品、2,5-呋喃二甲酸、聚四氢呋喃等。可替代传统石油基原料,具有绿色低碳、原料再生等明显优势,主要用于可降解材料、医药、农药、电子、航空等领域,远销海内外多个国家和地区。

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