利用半导体光电极和太阳能氧化环己烷,高选择性合成尼龙原料

环境能源 2018年08月29日
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日本产业技术综合研究所新开发了一项技术,通过利用氧化物的直接氧化环己烷,能在常温常压下以约99%的高选择性合成尼龙等的原料KA油(环己酮+环己醇)。半导体光电极是在板状和膜状半导体上连接导线的电极,通过光照进行氧化还原反应。此次开发的技术利用太阳能和微弱的电能即可合成具备高附加值的化学材料,有望为可持续发展社会做贡献。

相关技术详情已于2018年7月30日发布在德国学术论文杂志《Angewandte Chemie International Edition》的在线版上。

利用太阳能和氧化物光电极合成尼龙原料的模式图(左)与光电极的照片(右)

图1:利用太阳能和氧化物光电极合成尼龙原料的模式图(左)与光电极的照片(右)

此次研究人员发现,利用氧化钨薄膜的半导体光电极,施加微小的外部电压并照射模拟太阳光,即可选择性地合成KA油。氧化钨薄膜半导体光电极通过在导电性玻璃上旋涂含钨酸的前驱体溶液,并在空气中烧制即可轻松制作。

具体做法是,研究人员将制作好的半导体光电极和对电极放入单室型反应容器中,利用含环己烷和硝酸的反应溶液,在含氧状态下向光电极照射模拟太阳光,生成了KA油。仅照射模拟太阳光就能发生微弱的反应,加载外部电压后,可大幅提高生成速度,最大达到6倍左右。另外,所制作的氧化钨半导体光电极状态稳定,重复利用也不会出现劣化问题。

文 客观日本编辑部

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