新实验开发:三氧化钨光阳极的制备、表征以及在苯甲醚卤化中的应用  

Novel Experimental Development:Preparation,Characterization,and Application of Tungsten Trioxide Photoanodes in the Halogenation of Benzyl Ethers

作  者:刘瑞涛 潘本鸿 潘能慧 徐亮 栗振华 Ruitao Liu;Benhong Pan;Nenghui Pan;Liang Xu;Zhenhua Li(College of Materials Science and Engineering,Beijing University of Chemical Technology,Beijing 100029,China;College of Chemistry,Beijing University of Chemical Technology,Beijing 100029,China;College of Chemical Engineering,Beijing University of Chemical Technology,Beijing 100029,China)

机构地区:[1]北京化工大学材料科学与工程学院,北京100029 [2]北京化工大学化学学院,北京100029 [3]北京化工大学化学工程学院,北京100029

出  处:《大学化学》2025年第1期309-317,共9页University Chemistry

基  金:国家自然科学基金(22108008,22302006);国家资助博士后研究人员计划(GZB20230049)。

摘  要:光电催化(PEC)水分解制氢可以利用太阳能将水裂解为氢气和氧气,被认为是最为绿色的制氢方式之一。其中,相比较为稀缺的淡水资源,直接PEC分解海水制氢有望大幅降低制氢成本,受到广泛关注。然而,PEC分解水过程中阳极析氧动力学过程缓慢,制约了阴极产氢效率,且阳极产物氧气的附加值不高。值得一提的是海水中富含卤素离子(氯/溴等),如果将传统阳极析氧反应替换为有机卤化反应,则有望解决上述难题。本实验以三氧化钨(WO3)为光阳极,通过配制模拟海水溶液,设计了PEC分解海水制氢耦合苯甲醚卤化新实验,实现阴极产氢同时阳极得到高附加值有机卤化物。本实验以国家“双碳”目标为指引,将科研成果引入教学中,引导学生了解学科前沿领域的发展,有助于学生科学思维能力的培养,激发学生对科研的兴趣。Photoelectrochemical(PEC)technology is regarded as an environmentally benign route for H2 production via water splitting.Among them,directly PEC splitting of seawater is expected to significantly reduce the cost of H2 production,which has attracted wide attention.However,the reaction efficiency is always hindered by the energetically and kinetically demanding O2 evolution reaction.This experimental design a PEC strategy for anisole halogenation with simulated seawater over an WO3 photoanode,producing high value-added organic halides coupled with cathodic H2 production.This experiment introduces scientific research achievements into teaching,guiding students to understand the development of cutting-edge fields in the discipline,helping to cultivate their scientific thinking ability,and stimulating their interest in scientific research.

关 键 词:光电催化 绿色制氢 卤化反应 模拟海水 

分 类 号:G64[文化科学—高等教育学] O6[文化科学—教育学]

 

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