用于氯气生成反应的富氧碳电催化剂

《Journal of the American Chemical Society》：Oxygenated Carbon Electrocatalysts for Chlorine Evolution Reaction

氯碱工业中DSA阳极依赖贵金属，本研究通过简易氧化激活处理商业碳材料表面，成功构建羰基、醚环及羧基氧基团，显著提升氯析出活性（过电位204mV）、选择性和稳定性（100小时），性能超越传统RuO?基DSA。

　　

氯碱工艺在全球化工行业中发挥着不可替代的作用，但严重依赖于基于RuO₂（或IrO₂）/TiO₂的尺寸稳定阳极，这限制了其可持续性和新应用的发展。我们提出了一种简便的氧化活化方法，在商用炭黑和碳布上生成适宜的氧基团。通过实验和理论研究，我们发现，在石墨平面边缘生成羰基、环醚和羧基后，这些商用碳材料表现出优异的氯气释放反应活性（过电位：204 mV，电流密度为1 A cm^–2）、选择性（平均法拉第效率：99.6 ± 1.3%）和稳定性（在0.5 A cm^–2的电流密度下可稳定运行100小时），其性能与基准材料RuO₂和尺寸稳定阳极相当甚至更优。