2 synthèse.
Peroxyde d'hydrogène (H 2 O 2 ) est un produit chimique polyvalent, largement appliqué dans l'industrie moderne. À ce jour, H 2 O 2 est fabriqué industriellement par un procédé indirect qui implique l'hydrogénation séquentielle et l'oxydation d'alkyl anthraquinone, un consommateur d'énergie, processus en plusieurs étapes avec un coût élevé. Par contre, la synthèse directe de H 2 O 2 à partir de H2 et O2 devrait être le moyen le plus efficace de produire H 2 O 2 en raison des avantages remarquables de l'économie atomique, faible consommation d'énergie et H 2 O comme son seul sous-produit.
Actuellement, la voie de synthèse directe est principalement réalisée par les catalyseurs supportés à base de Pd. Le problème majeur associé à cela est lié à la faible sélectivité de H 2 O 2 . Malgré de gros efforts consacrés à la construction de catalyseurs à base de Pd, comprendre les catalyseurs à base de Pd haute performance pour H direct 2 O 2 la génération à partir d'une caractérisation approfondie ou d'une enquête théorique sont encore extrêmement limitées.
Dans un nouvel aperçu publié dans le journal basé à Pékin Revue scientifique nationale , les scientifiques de l'Université de Soochow présentent les dernières avancées en direct H 2 O 2 génération. Co-auteurs Yonggang Feng, Qi Shao, Bolong Huang, Junbo Zhang, et Xiaoqing Huang ont développé une classe de nanoparticules Pd@NiO-x avec une structure d'interface unique core@shell, qui atteint une activité élevée, sélectivité et stabilité pour le H direct 2 O 2 synthèse.
Ces scientifiques ont interprété le mécanisme d'un point de vue à la fois électronique et énergétique. « Les catalyseurs traditionnels à base de Pd sont très actifs pour les réactions secondaires, comme la décomposition et l'hydrogénation de H 2 O 2 ainsi que la formation de H2O, " ils déclarent dans un article intitulé " L'ingénierie de surface dans l'interface des nanoparticules noyau/enveloppe favorise la génération de peroxyde d'hydrogène ".
"On considère que la propriété de surface intrinsèque des catalyseurs à base de Pd est essentielle pour la sélectivité et l'activité de l'H direct 2 O 2 synthèse, " ils ajoutent. " Cela se produit parce que la barrière pour la scission de liaison O-O est sensible à la structure de surface Pd, le paramètre clé régissant H 2 O 2 activité de synthèse et de décomposition."
La création d'une coque NiO poreuse est bénéfique pour exposer les sites actifs de Pd et ainsi améliorer la productivité de H 2 O 2 . "En ajustant la composition des NP Pd@NiO-x et les conditions de réaction, l'efficacité de H 2 O 2 la synthèse pourrait être bien optimisée avec 5 % en poids de Pd@NiO-3/TiO2 présentant la productivité la plus élevée (89 mol/(kgcath)) et la sélectivité (91 %) à H 2 O 2 ainsi qu'une excellente stabilité, " déclarent-ils.
"Les premières simulations de principes ont en outre révélé le mécanisme d'un point de vue électronique et énergétique, " ont écrit les scientifiques. " La supériorité de la sélectivité est obtenue par une scission spontanée de liaison de H-H et un transfert de charge de O20 à O22- à l'intérieur de la cavité de NiO s'interfaçant avec la surface de Pd. (...) La sélectivité et l'activité élevées en font l'un des meilleurs catalyseurs pour le H direct 2 O 2 synthèse rapportée à ce jour, " ils ajoutent. " Le présent travail rapporté ici met en évidence l'importance de l'ingénierie de surface et d'interface des catalyseurs à base de Pd pour le H direct 2 O 2 synthèse avec une activité et une sélectivité largement améliorées."
