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乙二胺四乙酸二钠二水合物(EDTA-2Na)用于多孔空心铜微球合成

2020-06-10 来源:转载自第三方

乙二胺四乙酸(EDTA),一种高效的螯合剂,几乎能与所有过渡中金属离子生成稳定的水溶性螯合物,广泛地应用在化学分析和工业生产中。乙二胺四乙酸二钠二水合物(EDTA-2Na,在乙二胺四乙酸EDTA的盐类中最重要,可螯合重金属离子和分离重金属也用于洗涤剂、液体肥皂、洗发剂pH值调节剂等。近日,科学家们利用EDTA-2Na的螯合作用,采用电沉积法创造性地制备了多种配体修饰的多孔空心铜微球(H-Cu MPs)。

EDTA-2Na与Cu2+螯合,空间受限的Cu2+被电还原,EDTA阴离子吸附在新鲜的铜表面,不需要后处理。SEM图像显示,合成的H-Cu MPs具有多孔空心结构,呈球形,直径为422±15 nm,均匀分散在碳纸上。同时,壳是由絮凝的铜纳米线组成的多孔结构,多级孔径从10 nm到50 nm。STEM暗场图像进一步显示了由互连的超细Cu纳米线形成的高密度多孔壳。HRTEM图像显示,电沉积的H-Cu MPs为多晶,分别对应于面心立方铜的{111}和{100}晶面。

 

EDTA阴离子可作为官能团来调节表面电子密度分布并稳定关键中间体,从而改变了通往乙烯的催化途径。研究人员通过实验发现,通过添加EDTA-2Na,在CO2饱和的接近中性的0.1 M KHCO3溶液中,乙烯的法拉第效率从0.82 V时的23.3%提高到50.1%,相当于翻了一番,达到铜基电沉积催化剂的最高值之一。

另外,理论计算表明,吸附的EDTA阴离子除了受到EDTA-2Na形态调控的有利影响外,还能在铜表面形成局部带电的铜表面,稳定过渡态和二聚体,并协同OCCO吸附物,起到辅助稳定的作用,从而使催化剂具有优异的催化性能。

多孔微球,也叫大孔树脂,作为功能高分子材料的一种,近年来,在色谱、化妆品、生物医学、涂料等领域有广泛的应用,此项研究利用EDTA-2Na改性多孔空心铜微球的可控制合成,也是电化学方法高效将二氧化碳还原为增值产品的重要突破

相关链接:EDTA-2Na


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