Co₃O₄纳米阵列电催化膜电极及其处理难降解废水耦合产氢性能研究（英文）

作者：殷昭慧; 张琨; 马娜; 刘晰; Beijing; Synfuels China Technology Co.Ltd.; 尹振; 王虹; 杨雪; 王晔; 秦学涛; 成丹阳; 郑玉梅; 王丽丽; 李建新; 徐宗伟; 唐娜; 程博闻; 肖德泉; 马丁

来源：Science China-Materials, 2023, 66(02): 651-663.

• electrocatalytic oxidation
• degradation of organic pollutants
• membrane electrode
• Co3O4 nanoarray
• hydrogen production

传统电化学高级氧化技术存在有机物降解效率不高、能耗大的弊端,并且平板式电极表面存在滞止边界层,严重限制了传质过程.本工作中,我们首先通过水热方法将一维Co3O4纳米针状阵列结构原位负载于金属钛膜电极,低压电场下,实现难降解有机物的去除,其中:对于苯酚的去除率可达≥99%,化学需氧量（COD）和总有机碳（TOC）去除率分别为9 9.5%和9 2.5%,电流效率为8 8.7%,能耗仅为0.061 kW h （kg COD）-1. Co3O4纳米针的阵列式膜电极可以提供更多的CoOOH活性位,增强电场强度,而且其穿透式流体模式导致强化对流,可以明显地改善电催化反应过程的传质,因而提高膜电极的催化效率,降低能耗.最后,我们设计了H型电催化膜反应器,耦合阴极的析氢反应,降解有机物的同时制备纯氢,极大地提高了电极和膜反应器的效率.

• 单位
  天津工业大学; 北京大学; 上海交通大学; 天津大学