聚多孔微反应器

纯水光解产氢产氧

将Co9S8和CdS锚定在多孔聚合物微反应器孔道壁上，实现无牺牲剂纯水可见光全分解，同时产生H2和O2气泡。

Duanmu, Chuansong · Meng, Xin · 李静 · Zhou, Yin Ning · Xiang-Xiang, Pan

Angewandte Chemie - International Edition 2024

具体参数

H2 生成速率

{'zh': '4.41', 'en': '4.41'} mmol h⁻¹ gcat⁻¹

O2 生成速率

{'zh': '2.20', 'en': '2.20'} mmol h⁻¹ gcat⁻¹

技术优势

纯水中同时产氢产氧

无需牺牲剂即可从纯水中同时获得氢气和氧气气泡，避免使用牺牲剂带来的成本与污染。

产氢速率大幅提升

H2 产率达到 4.41 mmol h⁻¹ gcat⁻¹，是搅拌釜反应器（0.004 mmol h⁻¹ gcat⁻¹）的 1100 多倍。

同时实现产氧

搅拌釜反应器中无氧气产生，而本微反应器中 O2 产率达 2.20 mmol h⁻¹ gcat⁻¹。

更多催化活性位点

Co9S8 与 PP12 的键合作用在孔道内创造丰富催化位点，促进电荷分离和水分子相互作用，从而提高全分解效率。

应用场景

• 光催化全解水：该微反应器用于纯水无牺牲剂全分解制氢制氧，替代传统含牺牲剂体系，降低成本和二次污染。
• 光催化产氢：大幅提升光催化产氢速率，从搅拌釜的 0.004 提升至 4.41 mmol h⁻¹ gcat⁻¹，更适合实际应用。
• 人工光合作用：模拟自然光合作用，利用可见光将水直接转化为氢气和氧气，实现人工光合成燃料生产。
• 绿氢制备：利用太阳能驱动的纯水分解制备绿氢，过程中零碳排放，推动可再生能源储存。
• 微反应器：多孔聚合物微反应器强化传质和光吸收，实现高效连续产氢产氧，优于传统搅拌釜。