在硫添加的中孔碳上,高选择性氧电还原到过氧化
Juan Du1, Yicheng Liu1, Ming Sun1
1College of Chemical and Pharmaceutical Engineering, Hebei University of Science and Technology, 26 Yuxiang Street, Shijiazhuang, 050018, P.R. China.
工程化硫合的半孔碳球作为高选择性的无金属电催化剂,用于两电子氧降解反应. 这些催化剂实现了高效的过氧化生产效率和活性,为传统材料提供了具有成本效益的替代品.
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:
- 无金属电催化剂对于可持续能源应用至关重要.
- 为选择性二电子氧降解反应 (2e--ORR) 到过氧化 (H2O2) 开发有效的催化剂仍然是一个挑战.
研究的目的:
- 为了设计和合成新型的,用硫合的 mesoporous carbon spheres (S-mC) 作为先进的电催化剂.
- 评估S-mC对2e--ORR到H2O2的性能,重点关注选择性和活动.
主要方法:
- 垂直对齐的圆柱形半孔碳球的建筑设计.
- 碳矩阵的原子级硫化.
- 在两电子氧降解反应中进行电化学性能测试.
- 在现场光谱表征和密度函数理论 (DFT) 计算.
主要成果:
- 在2e-ORR中,S-mC催化剂表现出异常的H2O2选择性 (>99%) 和活性 (-3.5 mA cm-2).
- 优化的S-mC在流细胞中实现了高H2O2的25molg催化剂-1 h-1的产量.
- 独特的sp2/sp3混合碳网络和S诱导的电荷再分配创造了电子缺陷热点,稳定了OOH中间体.
结论:
- S-mC的协同结构和电子特性使得选择性H2O2生产的金属类催化效率成为可能.
- 硫兴奋剂和中孔结构控制为开发强大的,经济高效的碳基电催化剂提供了有前途的战略.
- 这项工作为氧气高效电催化转化为过氧化开辟了新的途径.
更多相关视频
10:21Developing Photosensitizer-Cobaloxime Hybrids for Solar-Driven H2 Production in Aqueous Aerobic Conditions
Published on: October 5, 2019
10:57Synthesis and Performance Characterizations of Transition Metal Single Atom Catalyst for Electrochemical CO2 Reduction
Published on: April 10, 2018
相关概念视频
Oxidation of Alkenes: Syn Dihydroxylation with Potassium Permanganate
Oxidation of Alkenes: Syn Dihydroxylation with Osmium Tetraoxide
Preparation and Reactions of Sulfides
Reduction of Alkenes: Asymmetric Catalytic Hydrogenation
The metal catalyst used can be either heterogeneous or homogeneous. When hydrogenation of an alkene generates a chiral center, a pair of enantiomeric products is expected to form. However, an enantiomeric excess of one of the products can be facilitated using an enantioselective reaction or an...
