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化学工程2024年第01期:基于原位技术的尿素电氧化催化机理研究进展

来源:期刊VIP网 时间:


作者:王鹭;田彦妮;张珂;袁立杰;赵晓红;杨伯伦;

单位:长安大学建筑工程学院;香港科技大学化学及生物工程学系;西安交通大学化学工程与技术学院;

摘要:尿素电氧化反应作为尿素电解制氢和直接尿素燃料电池共同的半反应,是实现含尿素废水绿色处理及资源化利用的重要反应。然而其复杂六电子转移过程导致的缓慢动力学,及反应过程中涉及多种中间体的生成与转化,使得催化剂活性低且稳定性差,因此有必要结合原位表征技术探明催化机理以科学理性设计尿素电氧化催化剂。针对基于电化学原位技术的尿素电氧化反应相关研究,从反应机理、反应路径和催化剂改性机制3个方面进行分类综述,着重探讨采用电化学原位红外光谱和电化学原位拉曼光谱的尿素电氧化催化机理,通过分析反应过程中键断裂与键生成及各种特征峰的变化规律,深入探索尿素电氧化反应强化策略。最后,展望基于原位技术的尿素电氧化研究的发展方向,以设计开发高效稳定电催化剂推进其应用。

关键词:尿素电氧化;Ni基催化剂;催化机理;原位红外光谱;原位拉曼光谱

基金资助:国家自然科学基金资助项目(22008189); 陕西省自然科学基础研究计划项目(2019JQ-587); 长安大学中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(300102282101)