Citation: Wenyang Fu, Kaifeng Wang, Xiaoshu Lv, Hailu Fu, Xingan Dong, Ling Chen, Xianming Zhang, Guangming Jiang. Palladium nanoparticles assembled on titanium nitride for enhanced electrochemical hydrodechlorination of 2,4-dichlorophenol in water[J]. Chinese Journal of Catalysis, 2018, 39(4): 693-700. doi: 10.1016/S1872-2067(17)62937-1
金属钯纳米颗粒/氮化钛复合材料对水中2,4-二氯苯酚的电催化氢化脱氯
本文报道了一种简易、无需添加任何表面活性剂的湿式还原法制备金属钯/氮化钛(Pd/TiN)和金属钯/碳(Pd/C)复合材料.在该复合材料中,金属钯颗粒具有均一的纳米尺寸(约5.0 nm)和球状形貌,且均匀分布在TiN和C载体上.作为针对水体中代表性含氯苯系物2,4-二氯苯酚的电催化氢化脱氯反应催化剂,Pd/TiN所展现的活性和稳定性均优于TiN和Pd/C,这源于TiN载体的促进作用.当TiN与Pd复合时,相应形成的Pd-TiN界面可改变Pd表面的电子结构,进一步优化Pd产活性氢及其吸附活化2,4-二氯苯酚的性能,因而其催化氢化脱氯活性增加.阴极工作电压是该催化反应中一个重要操作参数,决定了电催化氢化脱氯的效率和最终产物的构成.实验表明,-0.80 V vs Ag/AgCl是最佳操作电压,此时2,4-二氯苯酚的电催化氢化脱氯效率最高,可达到93.27%,且可实现最大程度的2,4-二氯苯酚向苯酚转化.脱氯反应路径研究发现,在Pd/TiN催化剂上2,4-二氯苯酚脱氯反应路径为2,4-二氯苯酚→对位一氯苯酚,邻位一氯苯酚→苯酚,但Pd/TiN对邻位和对位的C-Cl键断裂基本没有选择性.本文提供了一种新的有效调控Pd材料电催化氢化脱氯性能的方法,可望用于其他氢化反应体系的高效催化剂的设计合成,同时可推动电催化氢化脱氯技术在环境污染修复中的应用.
English
Palladium nanoparticles assembled on titanium nitride for enhanced electrochemical hydrodechlorination of 2,4-dichlorophenol in water
-
Key words:
- Hydrodechlorination
- / Electrolysis
- / Palladium
- / Titanium nitride
- / Environmental remediation
-
-
[1] M. Czaplicka, Sci. Total Environ., 2004, 322, 21-39.
-
[2] M. B. Alonso, K. A. Maruga, N. G. Dodder, J. Lailson-Brito, A. Azevedo, E. Santos-Neto, J. P. M. Torres, M. Olaf, H. Eunha, Environ. Sci. Technol., 2017, 51, 1176-1185.
-
[3] H. Y. Gao, L. Mao, F. Li, L. N. Xie, C. H. Huang, J. Shao, B. Shao, B. Kalyanaraman, B. Z. Zhu, Environ. Sci., Technol., 2017, 51, 2934-2943.
-
[4] B. Z. Zhu, C. Shen, H. Y. Gao, L. Y. Zhu, J. Shao, L. Mao, J. Environ. Sci., 2017, doi.org/10.1016/j.jes.2017.06.035.
-
[5] G. M. Jiang, X. W. Li, M. N. Lan, T. Shen, X. S. Lv, F. Dong, S. Zhang, Appl. Catal. B, 2017, 205, 532-540.
-
[6] J. R. Li, X. H. Li, Y. Ding, P. Wu, Chin. J. Catal., 2015, 36, 1995-2003.
-
[7] D. S. Lee, Y. W. Chen, Chin. J. Catal., 2013, 34, 2018-2028.
-
[8] J. Z. Mao, X. H. Yan, H. Z. Gu, L. C. Jiang, Chin. J. Catal., 2009, 30, 182-184.
-
[9] X. Yu, T. Wu, X. J. Yang, J. Xu, J. Auzam, R. Semiat, Y. F. Han, J. Hazard. Mater., 2016, 305, 178-189.
-
[10] Z. Q. He, K. J. Lin, J. J. Sun, L. N. Wen, C. Gao, J. M. Chen, S. Song, Y. J. Qian, W. P. Liu, Elecrochim. Acta., 2013, 109, 502-511.
-
[11] J. J. Li, H. L. Liu, X. W. Cheng, Y. J. Xin, W. X. Xu, Z. P. Ma, J. Ma, N. Q. Ren, Q. Li, Ind. Eng. Chem. Res., 2012, 51, 15557-155563.
-
[12] B. Q. Dong, Y. H. Li, X. M. Ning, H. J. Wang, H. Yu, F. Peng, Appl. Catal. A, 2017, 545, 54-63.
-
[13] J. A. Baeza, L. Calvo, J. J. Rodriguez, M. A. Gilarranz, Chem. Eng. J., 2016, 294, 40-48.
-
[14] Y. L. Han, C. J. Liu, J. Horita, W. L. Yan, Appl. Catal. B, 2016, 188, 77-86.
-
[15] A. Z. Li, X. Zhao, Y. N. Hou, H. J. Liu, L. Y. Wu, J. H. Qu, Appl. Catal. B, 2012, 112, 628-635.
-
[16] A. T. E. Vilian, S. R. Choe, K. Giribabu, S. C. Jang, C. H. Roh, Y. S. Huh, Y. K. Han, J. Hazard. Mater., 2017, 333, 54-62.
-
[17] Z. R. Sun, X. F. Wei, Y. B. Han, S. Tong, X. Hu, J. Hazard. Mater., 2013, 244-245, 287-294.
-
[18] W. J. Li, H. Y. Ma, L. H. Huang, Y. Ding, Phys. Chem. Chem. Phys., 2011, 13, 5565-5568.
-
[19] Y. X. Zhang, X. D. Hao, Z. P. Diao, Chin. Chem. Lett., 2014, 25, 874-878.
-
[20] S. W. Li, Y. Xu, Y. F. Chen, W. Z. Li, L. L. Lin, M. Z. Li, Y.C. Deng, X. P. Wang, B. H. Ge, C. Yang, S. Y. Yao, J. L. Xin, Y. W. Li, X. Liu, D. Ma, Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, 10761-10765.
-
[21] H. Y. Zhu, Z. L. Wu, D. Su, G. M. Veith, H. F. Lu, P. F. Zhang, S. H. Chai, S. Dai, J. Am. Chem. Soc., 2015, 137, 10156-10159.
-
[22] W. S. Zhu, P. W. Wu, W. S. Zhu, G. S. Foo,Z. L. Wu, X. Gao, G. M. Veith, K. L. Browning, H. N. Lee, M. X. Zhou, B. Liu, H. M. Liu, Nat. Commun., 2017, 8, 15291, 1-7.
-
[23] C. Amorim, X. D. Wang, M. A. Keane, Chin. J. Catal., 2011, 32, 746-755.
-
[24] E. Diaz, A. F. Mohedano, J. A. Casas, C. Shalaby, S. Eser, J. J. Rodriguez, Appl. Catal. B, 2016, 186, 151-156.
-
[25] G. M. Jiang, M. N. Lan, Z. Y. Zhang, X. S. Lv, Z. M. Lou, X. H. Xu, F. Dong, S. Zhang, Environ. Sci. Technol., 2017, 51, 7599-7605.
-
[26] G. M. Jiang, H. Y. Zhu, X. Zhang, B. Shen, L. H. S. Zhang, G. Lu, Z. B. Wu, S. H. Sun, ACS Nano, 2015, 9, 11014-11022.
-
[27] S. Yang, D. Y. Chung, Y. J. Tak, J. Kim, H. Han, J. S. Yu, A. Soon, Y. E. Sung, H. Lee, Appl. Catal. B, 2015, 174-175, 35-42.
-
[28] C. Wang, H. Daimon, S. H. Sun, Nano Lett., 2009, 9, 1493-1496.
-
[29] Y. L. Jiao, D. L. Wu, H. Y. Ma, C. C. Qiu, J. T. Zhang, L. M. Ma, Electrochem. Commun., 2008, 44, 1474-1477.
-
[30] Y. Zheng, Y. Jiao, M. Jaroniec, S. Z. Qiao, Angew. Chem. Int. Ed., 2015, 54, 52-65.
-
-
扫一扫看文章
计量
- PDF下载量: 0
- 文章访问数: 986
- HTML全文浏览量: 91

下载: