據巴斯大學的研究人員稱,改性石墨烯可以改變工業用過氧化氫的生產方式,用作漂白劑或消毒劑。據報道,新的生產工藝使用結構類似于二維 (2D) 材料的材料,比目前的方法產量更高,而且更具成本效益和環境友好性。
Integrated Graphene的聯合創始人兼CSO Marco Caffio博士
過氧化氫是廣泛的消毒和化學過程中的關鍵成分,它釋放化學能來分解污染物。到 2032 年,“電子級”過氧化氫市場估計將增長到 22 億美元。
研究人員使用了來自蘇格蘭 Integrated Graphene 公司的名為 Gii 的 3D 海綿狀碳支架,該公司聲稱其“具有石墨烯的所有理想特性,但不會出現任何規模放大的問題”。
在這項新研究中,基于 Gii 的電極產生過氧化氫的效率是現有方法的四倍。
“與通常需要危險化學品的更常用方法相比,這種以電力為基礎的過程既更具成本效益,也更具環境可持續性,”Integrated Graphene 公司稱。
“目前超過 95% 的過氧化氫是通過蒽醌工藝生產的,該工藝經常需要使用有害化學物質,從而產生有毒廢物。雖然替代電解工藝更具可持續性,但到目前為,它一直受到高能耗和低產量的困擾。”
基于 Gii 的電極具有添加的微孔聚合物 (PIM-1) 以輔助催化表面過程。據研究人員稱,將石墨烯泡沫和 PIM-1 結合可以改變電解過程的可行性,為該過程打開大門,有可能成為未來電子級過氧化氫的主要生產方法。
Integrated Graphene 的聯合創始人兼 CSO Marco Caffio 博士說:“隨著全球對過氧化氫的需求不斷增長,工業對更可持續的生產手段也有明確的要求。將我們的 Gii 技術與 PIM-1 相結合,在開發比現有方法更環保、更有效的替代工藝方面是一個巨大的飛躍。”
巴斯大學的 Frank Marken 教授說:“改進的過氧化氫產量非常好。接下來,我們希望更進一步,將同步的陽極和陰極工藝結合起來,同時生產過氧化氫,以實現更高的效率。”
該項成果發表在Electrochemistry Communication上。