新实验开发：三氧化钨光阳极的制备、表征以及在苯甲醚卤化中的应用

作     者：刘瑞涛 潘本鸿 潘能慧 徐亮 栗振华 

作者机构：北京化工大学材料科学与工程学院 北京化工大学化学学院 北京化工大学化学工程学院 

出 版 物：《大学化学》 (University Chemistry)

年 卷 期：2024年

学科分类：0401[教育学-教育学] 04[教育学] 081702[工学-化学工艺] 081705[工学-工业催化] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 040102[教育学-课程与教学论] 

基　　金：国家自然科学基金(22108008,22302006) 国家资助博士后研究人员计划(GZB20230049) 

主　　题：光电催化 绿色制氢 卤化反应 模拟海水 

摘      要：光电催化（PEC）水分解制氢可以利用太阳能将水裂解为氢气和氧气，被认为是最为绿色的制氢方式之一。其中，相比较为稀缺的淡水资源，直接PEC分解海水制氢有望大幅降低制氢成本，受到广泛关注。然而，PEC分解水过程中阳极析氧动力学过程缓慢，制约了阴极产氢效率，且阳极产物氧气的附加值不高。值得一提的是海水中富含卤素离子（氯/溴等），如果将传统阳极析氧反应替换为有机卤化反应，则有望解决上述难题。本实验以三氧化钨(WO3)为光阳极，通过配制模拟海水溶液，设计了PEC分解海水制氢耦合苯甲醚卤化新实验，实现阴极产氢同时阳极得到高附加值有机卤化物。本实验以国家“双碳目标为指引，将科研成果引入教学中，引导学生了解学科前沿领域的发展，有助于学生科学思维能力的培养，激发学生对科研的兴趣。