作為使用最廣泛的消毒劑之一，活性氯主要通過飽和氯化鈉溶液的電解合成，這是一種被稱為氯堿法的工業(yè)過程，并且其能耗高。海水是一種豐富的氯化物來源，因此是一種理想的替代電解質(zhì)。然而，由于海水中存在豐富的陽離子，需要解決競爭性析氧反應(yīng)和漸進(jìn)式陽極鈍化。近日，華中師范大學(xué)Zhang Lizhi、Sun Hongwei、上海交通大學(xué)Li Hao報(bào)道了直接從天然海水中進(jìn)行持久有效的活性氯電合成，其周轉(zhuǎn)頻率和質(zhì)量活性比現(xiàn)有技術(shù)高出兩個(gè)數(shù)量級(jí)。
本文要點(diǎn)：
1) Fe摻雜Ti4O7陽極增強(qiáng)了晶格氧的親電性，以允許在低析氧反應(yīng)動(dòng)力學(xué)過電位下進(jìn)行位點(diǎn)選擇性氯活化，同時(shí)也阻礙了堿土金屬陽離子在Ti4O7.表面上的沉淀。
2) 集成商用硅光伏電池的海水分離裝置可提供3.15?mg?min?1的活性氯生產(chǎn)率。在不影響消毒劑大規(guī)模生產(chǎn)合成性能的情況下，該工作能夠大幅提高氯堿工藝的可持續(xù)性。
Shengxi Zhao et.al Selective electrosynthesis of chlorine disinfectants from seawater Nature Sustainability 2024
DOI: 10.1038/s41893-023-01265-8
https://doi.org/10.1038/s41893-023-01265-8
