电化学氧化工艺具有原位生成•OH的独特优势,从而为全球废水处理和再利用提供解决方案。然而,开发具有超高•OH产率和低能耗的低成本阳极仍然是一个巨大的挑战。这里,哈尔滨工业大学Zhang Guan通过简单且可扩展的制备工艺开发了低成本且稳定的混合金属氧化物(MMO)阳极(Cu-Sb-SnO2),其具有极高的有机污染物降解效率。
本文要点:
1) Cu-Sb-SnO2体系的四环素降解动力学常数(0.362 min−1)是其他阳极的9至45倍。实验结果和理论计算表明,Cu-Sb-SnO2具有中等的析氧性能、较大的水吸附能和较低的反应能垒,有利于水选择性氧化生成•OH。值
2) 此外,由原位电解产生的Cu(III)引发•OH的产生,并且使•OH稳态浓度增加了四倍以上。掺杂的Cu物种可以通过调节Sb-SnO2电极的电子结构,在电催化过程中作为Sn和Sb之间的“电子搬运工”,在促进电荷转移方面发挥关键作用。
Sen Lu et.al In situ electrogenerated Cu(III) triggers hydroxyl radical production on the Cu-Sb-SnO2 electrode for highly efficient water decontamination PNAS 2023
https://doi.org/10.1073/pnas.2306835120