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High-gravity-assisted synthesis of NiCo2O4/C for electro-upcycling polyethylene terephthalate to commodity chemicals
Chemical Engineering Science ( IF 4.1 ) Pub Date : 2024-12-12 , DOI: 10.1016/j.ces.2024.121084 Ling-Xia Yun, Xin-Ran Shi, Tian-Bao Chen, Yu-Hang Gu, Meng Qiao, Hang-Tian Zhang, Jie-Xin Wang
Chemical Engineering Science ( IF 4.1 ) Pub Date : 2024-12-12 , DOI: 10.1016/j.ces.2024.121084 Ling-Xia Yun, Xin-Ran Shi, Tian-Bao Chen, Yu-Hang Gu, Meng Qiao, Hang-Tian Zhang, Jie-Xin Wang
Regarding the environmental and ecological hazards of waste plastics, the unexploited polyester resources promise to produce valuable chemicals and fuels by electrocatalytic upcycling in combination with alkaline hydrolysis. Herein, we propose a universal approach to synthesize carbon supported NiCo2 O4 nanoparticles (NPs) utilizing high gravity technology combined with heat treatment for electrocatalytic valorization of polyethylene terephthalate (PET). This route enables instantaneous and continuous precipitation of the composites including Co-NH3 complex and Ni hydroxide on carbon in a rotating packed bed (RPB) reactor, and achieves ultrasmall and ligand-free NiCo2 O4 NPs (6 nm) with significantly improved dispersity after heat treatment. The as-prepared NiCo2 O4 NPs/C converts PET-derived EG to formate with a promising faradaic efficiency (FE) of over 90 % and a high productivity of about 4.5 mmol·cm−2 ·h−1 at 1.5 V (vs RHE). Furthermore, this strategy can also be extended to the preparation of other supported ternary oxide NPs for efficient electro-oxidation of PET hydrolysate.
中文翻译:
用于电对苯二甲酸乙二醇酯电升级回收为商品化学品的 NiCo2O4/C 高重力辅助合成
关于废塑料对环境和生态的危害,未开发的聚酯资源有望通过电催化升级回收与碱性水解相结合来生产有价值的化学品和燃料。在此,我们提出了一种通用的方法,利用高重力技术结合热处理合成碳负载的 NiCo 2 O 4 纳米颗粒 (NPs),以实现聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET) 的电催化增值。该路线能够在旋转填充床 (RPB) 反应器中将包括 Co-NH 3 络合物和氢氧化镍在内的复合材料瞬时连续沉淀到碳上,并实现超小且无配体的 NiCo 2 O 4 NPs (6 nm),热处理后分散性显着提高。所制备的 NiCo 2 O 4 NPs/C 将 PET 衍生的 EG 转化为甲酸盐,在 1.5 V (vs RHE) 下具有超过 90% 的法拉第效率 (FE) 和约 4.5 mmol·cm −2 ·h −1 的高生产率。此外,该策略还可以扩展到制备其他负载型三元氧化物 NPs,以实现 PET 水解物的高效电氧化。
更新日期:2024-12-12
中文翻译:
用于电对苯二甲酸乙二醇酯电升级回收为商品化学品的 NiCo2O4/C 高重力辅助合成
关于废塑料对环境和生态的危害,未开发的聚酯资源有望通过电催化升级回收与碱性水解相结合来生产有价值的化学品和燃料。在此,我们提出了一种通用的方法,利用高重力技术结合热处理合成碳负载的 NiCo 2 O 4 纳米颗粒 (NPs),以实现聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET) 的电催化增值。该路线能够在旋转填充床 (RPB) 反应器中将包括 Co-NH 3 络合物和氢氧化镍在内的复合材料瞬时连续沉淀到碳上,并实现超小且无配体的 NiCo 2 O 4 NPs (6 nm),热处理后分散性显着提高。所制备的 NiCo 2 O 4 NPs/C 将 PET 衍生的 EG 转化为甲酸盐,在 1.5 V (vs RHE) 下具有超过 90% 的法拉第效率 (FE) 和约 4.5 mmol·cm −2 ·h −1 的高生产率。此外,该策略还可以扩展到制备其他负载型三元氧化物 NPs,以实现 PET 水解物的高效电氧化。