原子分散的不对称电催化剂,用于在中性介质中有效生产过氧化
Longxiang Liu1, Liqun Kang2, Jianrui Feng1
1Christopher Ingold Laboratory, Department of Chemistry, University College London, London, WC1H 0AJ, UK.
使用M-N-C电催化剂的电化学过氧化生产显示出有希望. 在CoNCB中不对称的Co-C/N/O配置在中性介质中表现出优越的活性.
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:
- 电化学过氧化生产 (EHPP) 为传统方法提供了一个可持续的替代方案.
- 金属--碳 (M-N-C) 电催化剂通过两电子氧降解反应 (2e-ORR) 对EHPP有效.
- 在中性介质中M-N-C结构配置和性能之间的关系需要进一步研究.
研究的目的:
- 在中性电解质中为EHPP合成和评估超低金属载荷M-N-C电催化剂.
- 探索结构配置对EHPP活动和选择性的影响.
- 阐明非对称配置相对于对称配置的优点.
主要方法:
- 合成各种超低金属载荷M-N-C电催化剂.
- 在中性电解质中进行电化学测试,用于生产H2O2.
- 分析X射线吸收细结构 (XAFS) 光谱学分析.
- 计算研究 (例如,DFT).
主要成果:
- 具有不对称的Co-C/N/O配置的CoNCB显示出最高的EHPP活动和选择性.
- 取得了卓越的质量活性 (6.1 × 10^5 A g_Co^-1 在0.5 V 与 RHE 相比) 和高的 H2O2 生产率 (4.72 mol g_catalyst^-1 h^-1 cm^-2).
- 发现不对称的Co-C/N/O配置优于对称的Co-N4配置.
结论:
- 超低金属载荷M-N-C电催化剂,特别是那些具有不对称配置的电催化剂,在中性介质中对EHPP非常有效.
- 在CoNCB中不对称的Co-C/N/O配置代表了高效和选择性的电化学过氧化合成的有希望的设计.
- 对结构-性能关系的进一步研究可以优化M-N-C催化剂,以实现可持续的化学生产.
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