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JACS: 生物质和塑料废弃物在高电流密度下电催化上循环制取可生物降解的聚合物单体和氢燃料

Nanoyu
2023-02-18


将生物质和塑料废物转化为增值化学品和燃料被认为是有利于资源利用的上行循环过程。电催化提供了一种可持续的方法；然而，增加电流密度并以高选择性提供市场需求的化学品仍然是一个巨大的挑战。

在这里，北京化工大学Zhenhua Li，清华大学Haohong Duan展示了一种电催化策略，将甘油(从生物柴油副产物)向上循环为乳酸，将乙二醇(从聚对苯二甲酸乙二酯废料)向上循环为乙醇酸，这两种产品都是生产可生物降解聚合物的有价值的单体。

文章要点

1）利用氢氧化镍负载的金电催化剂(Au/Ni(OH)2)，在中等电位下获得了高选择性的乳酸和乙醇酸(分别为77%和91%)和高电流密度(0.95 V和1.15 V时分别为317.7 mA/cm2和326.2 mA/cm2)。

2）研究发现，甘油和乙二醇可以通过邻近的羟基在Au/Ni(OH)2界面上浓缩，从而显著增加局部浓度，从而提高电流密度。作为概念验证，使用了无膜流动电解槽来升级甘油三酯和PET瓶，分别获得11.2g乳酸和9.3L H2，13.7g乙醇酸和9.4L H2，揭示了以可持续的方式从废物中联产有价值的化学品和H2燃料的潜力。

 

参考文献

Yifan Yan, et al, Electrocatalytic Upcycling of Biomass and Plastic Wastes to Biodegradable Polymer Monomers and Hydrogen Fuel at High Current Densities, J. Am. Chem. Soc., 2023

DOI: 10.1021/jacs.2c11861

https://doi.org/10.1021/jacs.2c11861




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