p-块木纳米集群站点被原子分散的木激活为并联增强电催化过氧化生产
Pan Zhu1, Wuyi Feng1, Di Zhao1
1Key Laboratory of Cluster Science, Ministry of Education of China, Beijing Key Laboratory of Photoelectronic/Electrophotonic Conversion Materials, School of Chemistry and Chemical Engineering, Beijing Institute of Technology, Beijing, 100081, China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|July 2, 2023
概括
这项研究引入了一种基于的新型电催化剂,用于高度选择性的氧降解反应 (ORR),以产生过氧化 (H2O2). 催化剂表现出卓越的性能和耐用性,展示了p块金属催化剂的新战略.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 催化剂是一种催化剂.
背景情况:
- 由于其电子结构,开发p块元素电催化剂具有挑战性.
- 过氧化 (H2O2) 的电催化生产对于各种应用至关重要.
研究的目的:
- 通过氧降解反应 (ORR) 设计和合成一种基于木的新型电催化剂,用于通过氧降解反应 (ORR) 产生高度选择性的H2O2.
- 研究单原子木位和木纳米集群对催化活性和选择性的协同效应.
主要方法:
- 一种基于的催化剂 (BiOSSA/Biclu) 的合成,其中包括与O和S协调的单原子Bi,以及Bi纳米集群.
- 使用旋转环盘电极 (RRDE) 进行电化学表征,以评估H2O2选择性和电流密度.
- 现场中毒实验和理论计算以确定活跃的催化站点.
主要成果:
- BiOSSA/Biclu催化剂实现了95%的H2O2选择性和36.5mA cm-2的电流密度,在0.15V与RHE相比.
- 在0.3V与RHE相比,证明了11.5毫克cm-2h-1的高H2O2产量,具有~90%的法拉第效率.
- 在H细胞测试中显示的长期耐用性约为22小时.
结论:
- 这项研究提出了一个新的协同协同策略,用于p块元素石催化剂.
- 由单原子Bi位点激活的木纳米集群被确定为主要的活性中心.
- 这项工作突出了先进的p块金属电催化剂的合理材料设计的潜力.
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