双功能全分解水电催化剂研究取得新进展

8低温与特气第36卷
率降到55%%反应收率下降的原因是因为随着反 应的进行，会生成越来越多的胶状物，如果反应浓度 太大，溶剂量过少，生成的胶状物不能在反应液中充 分分散，胶状物聚集到一定程度会把没反应的原料 包裹导致原料不能完全参加反应，进而使反应收率 降低。

2. 3反应液的后处理操作方法对所得产品纯度和
收率的影响
反应液常规后处理方法为:反应完全后先浓缩 反应液，加酸酸化，然后用溶剂萃取，合并有机层，干 燥，浓缩得产品。

按此常规方法处理只得到了淡黄 色的油状物且所得粗品收率只有50%。

通过对反 应液后处理操作方法进行优化，反应完全后浓缩反 应液，选择合适溶剂萃取水层若干次，然后向含有产 品的水层加酸酸化，再用溶剂萃取，合并有机层，干 燥，浓缩得产品，纯度高达99%，最后可得外观及性 状很好的白色固体且收率达70%。

3结论
$以自制的氟丙二酸二乙酯为原料，通过一步 碱性条件下的水解反应得到2-氟丙二酸，通过对反 应浓度和所加一水合氢氧化锂的当量对反应收率的 影响，最后得到当反应浓度为51 ~ 59 g/?，所加氢氧 化锂的量为2. 3当量时，反应收率达到最大值。

2.通过对反应液的后处理操作方法进行研究发 现反应完全后先浓缩反应液得到白色固体，然后把 所得固体溶解在最少量水中，再用甲基叔丁基萃取 水层若干 以，然后 含的水层加浓盐酸酸化等一系列操作最后可得外观及 性状很好的固体产品无需提纯就能使产品纯度达到 99%且收率70%。

3.另外，通过对2-氟丙二酸的反应液后处理发 现2-氟丙二酸水溶性很好，用甲基叔丁基醚萃取时 需要萃取的次数多些，最后还会有产品残留在水相。

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李于教，男，1997年毕业于浙江大学，现为核工业理化工程研究院高级工程师。

6功水；<#=研？取得新进展
近期，中国科学院合肥物质科学研究院固体物 理研究所环境与能源纳米材料中心在双功能全分解 水电催化剂研究方面取得新进展，研究人员发明了 一种共价掺杂方法，通过在二硫化钼（m〇s2)中共价 掺杂钴（Co)来诱导它的全解水性能，获得了性能优 异的二硫化钼基双功能电催化剂。

结果表明，这种具有优异双功能催化活性的电 催化剂直接用作全分解水阳极和阴极，产生氢气和 氧气的速率分别为9. 1和4. 5 !m〇l/s，法拉第效率 接近100%。

可再生电能驱动电催化分解水已被认为是从丰 富的水资源中生产清洁氢燃料、支撑能源安全和减 排最有前途的方式。

目前关于电催化剂方面的研究 主要集中在开发具有单一析氢反应或析氧反应的单 功能电催化剂，但在单一催化剂内同时实现双功能 性面临巨大挑战，而且双功能活性位点的协同催化 机制尚不完全清楚。

未来实现高性能电催化分解水 产氢的关键是获得具有高活性的析氢和析氧双功能 电催化剂。