通過先進和選擇性的納米催化劑將塑料轉化為高附加值化學品能夠提供顯著的經濟效益,有益于環境保護,但是目前人們對于工業級電流密度的電催化劑設計仍然缺乏深入理解和認識。
有鑒于此,南京航空航天大學彭生杰教授、東華大學覃小紅、季東曉等報道開發了自身作為載體的無定形NiO電催化劑,能夠通過電催化方法將PET轉化為甲酸和氫氣。
無定形NiO催化劑能夠在1.5 V vs RHE達到1 A cm-2工業電流密度,法拉第效率達到80 %,甲酸產率為7.16 mmol cm-2 h-1。
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原位Raman光譜表征、XAS表征以及DFT理論計算結果表明,在工業電流密度,界面無定形NiO發生快速的轉變為γ-NiOOH,生成的甲酸發生熱力學優勢的脫附,因此產物的選擇性得到較高,這對于NiO晶體非常困難。經濟系數分析結果表明通過這種方法進行的PET的循環回收每噸產生的效益達到$501。這項工作展示了一種價格有優勢且高效率的PET廢品處理技術。
參考文獻
Wei Ding, Dongxiao Ji, Kangkang Wang, Yinghui Li, Qingliang Luo, Rongwu Wang, Linlin Li, Xiaohong Qin, Shengjie Peng, Rapid Surface Reconstruction of Amorphous-Crystalline NiO for Industrial-Scale Electrocatalytic PET Upcycling, Angew. Chem. Int. Ed. 2024
DOI: 10.1002/anie.202418640
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202418640