ACS Nano：离子不可渗透的还原氧化石墨烯多孔电极中氧化钴对水的选择性催化电氧化

海水的直接电解受到Cl^–氧化成游离氯（一种不受欢迎的腐蚀性副产物）的极大抑制。

基于此，为了抑制Cl^–和任何其他离子的寄生干扰，麦吉尔大学Thomas Szkopek，Marta Cerruti开发了一种独立的导电3D大孔还原氧化石墨烯（rGO）支架，其中氧化钴颗粒选择性地沉积在其封闭孔的内壁上（平均直径为180 μm）。

文章要点

1）孔壁充当由堆叠的rGO薄片组成的膜，rGO层之间的纳米通道(尺寸< 1 nm)可渗透水和气体，同时防止溶解离子如Cl^–的扩散。基于此，催化颗粒选择性地接近水分子，但不接近离子，从而允许电解发生而没有氯析出。

2）所开发的电极能够从pH值为14的模拟海水中稳定产生O₂，在连续电解过程中，电流密度高达25 A g^-1，法拉第效率为89-98 %,而产生的氯低于所用检测方法的灵敏度极限（6 ppm h^-1）。

这里提出的策略可以推广到构建由于其结构而具有固有选择性的电极，其中催化活性颗粒装载到具有选择性离子传输特性的封闭孔中。

参考文献

Gabriele Capilli, et al, Selective Catalytic Electro-Oxidation of Water with Cobalt Oxide in Ion Impermeable Reduced Graphene Oxide Porous Electrodes, ACS Nano, 2022

DOI: 10.1021/acsnano.2c03877

https://doi.org/10.1021/acsnano.2c03877