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可控生长石墨炔/氢氧化钴异质界面用于高效产氯

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氯碱工艺广泛应用于各种工业生产过程，在化工生产中起着关键和不可替代的作用。然而，目前所报道的析氯反应(CER)的电催化剂反应选择性和催化效率较低，显著限制了其实际应用。本文报道了在炭布基底表面生长氢氧化钴，随后再在其表面原位生长石墨炔(GDY/Co(OH)2)来可控制备高性能CER电催化剂的简单方法。在酸性模拟海水中，GDY/Co(OH)2 在 10 mA cm-2 电流密度时的过电位仅为 83 mV，最大法拉第效率(FE)为 91。54%，氯产率高达157。11 mg h-1 cm-2。实验结果表明，GDY在Co(OH)2 表面原位生长形成了GDY与金属Co原子之间具有强电子转移的界面结构，从而获得更高的导电性、更大的活性比表面积和更多的活性位点，进而提高了整体电催化的选择性和效率。
Controlled growth of a graphdiyne/cobalt hydroxide heterointerface for efficient chlorine production
The chlor-alkali process plays a key and irreplaceable role in the chemical industry because of its use in various indus-trial processes.However,the low selectivity and efficiency of the reported chlorine evolution reaction(CER)electrocatalysts obvi-ously hinder its practical use.We report a simple method for the controlled growth of high-performance CER electrocatalysts by first growing cobalt hydroxide on the surface of carbon cloth,followed by the in-situ growth of graphdiyne(GDY/Co(OH)2).As expected,the as-synthesized catalyst has a small overpotential of only 83 mV at 10 mA cm-2,a maximum Faradaic Efficiency(FE)of 91.54%,and a high chlorine yield of 157.11 mg h-1 cm-2 in acidic simulated seawater.Experimental results demonstrate that the in-situ growth of GDY on the Co(OH)2 surface leads to the formation of heterointerfaces with strong electron transfer between GDY and Co atoms,resulting in a higher conductivity,larger active specific surface area and more active sites,thereby improving the overall electrocata-lytic selectivity and efficiency.

Carbon materialGraphdiyneHigh selectivityHeterointerfaceChlorine evolution reaction

刘惠敏、栾晓雨、闫佳玉、卜凡乐、薛玉瑞、李玉良

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山东大学 化学与化工学院,物质创制与能量转换科学研究中心,山东省物质创制与能量转换科学重点实验室,山东 济南 250100

中国科学院化学研究所,北京 100190

炭材料 石墨炔 高选择性 异质界面 析氯反应

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2024

10.1016/S1872-5805(24)60861-9

新型炭材料
中国科学院山西煤炭化学研究所

新型炭材料

CSTPCD北大核心
影响因子：0.685
ISSN：1007-8827
年,卷(期)：2024.39(3)
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