近日,我國科研人員成功研發出一種高性能電催化劑,實現了綠色過氧化氫的高效合成,使過氧化氫合成有望實現“即產(chan) 即用”。
這一科研成果由天津大學材料科學與(yu) 工程學院梁驥教授團隊取得,該成果於(yu) 近日在國際學術期刊《自然·通訊》上發表。
梁驥介紹,過氧化氫作為(wei) 重要的氧化劑和消毒劑,廣泛應用於(yu) 化工、醫療和環保領域。目前,高能耗的蒽醌法是生產(chan) 過氧化氫的主要方法,不僅(jin) 存在安全隱患,而且會(hui) 造成環境汙染。開發綠色、高效、可持續的過氧化氫合成方法,一直是科研人員努力的方向。
電化學合成技術被視為(wei) 過氧化氫生產(chan) 的理想方案。但長期以來,催化劑在中性/堿性環境中活性低、選擇性差、穩定性不足,製約了該技術的實際應用。
該科研團隊研發了一種鎳基金屬有機框架材料(Ni-BTA),通過獨特的層間氫鍵設計,該材料對於(yu) 電合成過氧化氫的催化能力能夠精準匹配理論最優(you) 值,既保證了反應活性,又大幅抑製了副反應的發生。
測試表明,在中性和堿性環境中,該催化劑製備過氧化氫的產(chan) 率遠超同類產(chan) 品。例如,利用該材料在生理鹽水中製備過氧化氫僅(jin) 30分鍾後,即可對大腸杆菌等致病菌實現100%的殺滅率,並可對毒性有機染料實現快速降解。
梁驥表示,新材料的研發,不僅(jin) 破解了傳(chuan) 統生產(chan) 工藝的高能耗、高汙染難題,而且在中性/堿性環境及複雜水質中展現出卓越適用性,為(wei) 汙水處理、醫療消毒等領域帶來全新可能。目前,科研團隊正加快優(you) 化製備工藝,推動技術從(cong) 實驗室走向工業(ye) 化生產(chan) 線,力爭(zheng) 早日實現對傳(chuan) 統高汙染工藝的替代,助力實現“綠色化工”的目標。