钯/碳-氧化钼/钼箔阴极电催化还原氯酸盐：基于H*作用下MoOX 多相转化的高效环境治理策略

针对工业副产物氯酸盐(ClO3 ? )的环境污染难题，研究人员开发了Pd/C-MoOX /MF复合阴极材料，通过钯氢化与多价态钼(Mo)的电子转移协同作用，在pH 2.0、3V条件下实现98.24%的ClO3 ? 还原效率。该研究为替代贵金属催化剂、避免氢气风险提供了创新方案。

　　

氯酸盐(ClO₃
^?
)作为氯碱工业消毒剂生产的副产物，具有强氧化性和环境持久性，能干扰人体甲状腺碘吸收，WHO限定其饮用水标准为0.7mg·L^?1
。传统贵金属催化还原需依赖危险氢气环境且易受卤素离子抑制，而电催化技术又面临原子氢(H*)利用率低、副产H₂
等问题。山西某研究团队在《Journal of Environmental Chemical Engineering》发表研究，通过恒电位氧化钼箔(MF)制备非晶态氧化钼(MoO_X
/MF)，再负载钯/碳(Pd/C)构建复合阴极(Pd/C-MoO_X
/MF)，实现了无外源氢条件下的高效ClO₃
^?
电催化还原。

研究采用X射线衍射(XRD)分析材料相态，结合电化学测试优化反应参数。通过表征发现MoO_X
保持非晶态结构，Pd以分散颗粒形式存在。在pH 2.0、3V条件下，Pd/C的氢化能力与Mo物种的多价态(如Mo^VI
/Mo^III
)电子转移协同作用，使ClO₃
^?
完全转化为Cl^?
，速率达98.24%。动力学分析表明，MoO_X
表面氧空位促进H*吸附转移，而Pd/C加速氢活化，二者协同降低反应能垒。

材料表征部分显示，XRD谱图中仅检测到Mo基体和Pd的特征峰，证实MoO_X
的非晶态特性。电化学测试表明，酸性条件(pH 2.0)最有利于ClO₃
^?
还原，电压超过3V时副反应加剧。通过对比实验发现，单独Pd/C或MoO_X
/MF的催化效率均低于复合电极，验证了协同效应。

结论指出，该研究开创性地利用非贵金属氧化物与少量Pd的组合，突破传统催化对贵金属和氢气的依赖。MoO_X
的多相转化机制为设计新型环境催化剂提供思路，其原料廉价、工艺简单的特点具有工业化应用潜力。讨论部分强调，该方法可拓展至其他卤素含氧酸盐(如BrO₃
^?
、ClO₄
^?
)处理，为绿色水处理技术发展指明方向。