超细Ni@Ni2 P/C核心外异构的接口工程,用于高产量的过氧化电合成
Yilei He1, Yanze Wei2,3, Ruiyi Huang1
1Department of Physical Chemistry, School of Metallurgical and Ecological Engineering, University of Science & Technology Beijing, 30th Xueyuan Road, Haidian District, Beijing, 100083, China.
开发新型催化剂,以便在现场高效的过氧化 (H2O2) 电合成至关重要. 这项研究介绍了Ni@Ni2P/C纳米板,实现了高产量和H2O2生产的选择性,具有出色的耐用性.
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:
- 现场过氧化 (H2O2) 电合成需要具有成本效益和可持续性的催化剂.
- 现有的方法在活动,选择性和持久性方面面临挑战.
- 金属化物核心外的异构结构为提高催化性能提供了潜力.
研究的目的:
- 设计和合成用于H2O2电合成的新型金属化物核心外异构,固定在碳纳米片中.
- 研究开发的催化剂的催化活性,选择性和耐久性.
- 阐明结构-性能关系和两电子氧降解反应 (2e-ORR) 的机制.
主要方法:
- 通过二维Ni-BDC前体的碳化和化合成Ni@Ni2P/C纳米片 (NSs).
- 核心外纳米结构和碳纳米板基板的表征.
- 使用开发的催化剂进行H2O2生产的电化学评估,包括在气体扩散电极 (GDE) 装置中在各种电位下的性能和长期耐用性测试.
- 理论计算 (DFT) 了解中间体的吸附机制.
主要成果:
- Ni@Ni2P/C NSs对2e-ORR表现出色,达到95.6 mg L-1 h-1的高收益率.
- 在广泛的应用潜力中,选择性和法拉第效率超过了90%.
- 核心外结构和碳纳米板基板增强了活性站点的可访问性,耐用性和质量转移.
- 长期耐用性 (>32小时) 在一个组装的GDE装置中被证明是用于in situ H2O2生产的.
结论:
- 开发的Ni@Ni2P/C NSs是现场H2O2电合成的高效催化剂.
- Ni/Ni2P异构的纳米接口工程优化了几何和电子结构,有利于OH*中间吸附.
- 这项工作提供了对2e-ORR机制的见解,并提供了优化H2O2生产的策略.
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