AFM:N1O2配位的钨单原子催化剂高效电合成过氧化氢

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单原子催化剂(SACs)在过氧化氢(H2O2)合成的电化学氧还原反应(ORR)中显示出巨大的潜力。然而,目前的研究主要集中在3d过渡金属SACs上,对5d SACs的研究很少。


近日,澳大利亚莫纳什大学王焕庭教授,Yinlong Zhu,格里菲斯大学Yun Wang报道了通过一种简单的配位聚合物热解方法,设计并制备了一种固定在多孔ON掺杂碳纳米片(W1/NO-C)上的新型W SAC


本文要点


要点1. 研究人员结合像差校正扫描透射电镜、X射线光电子能谱和X射线吸收精细结构光谱,鉴定了W SAC的一个独特的局部结构,即由两个O原子和一个N原子配位的三齿状W1N1O2


要点2. 值得注意的是,所制备的W1/NO-C通过2e途径催化ORR,具有高起始电位、宽电位范围内的高H2O2选择性和在0.1 m KOH溶液中优异的操作耐久性,优于已报道的大多数最先进的H2O2合成电催化剂。

要点3. 理论计算表明,W1N1O2-C部分中与O相邻的C原子是2e- ORR转化为H2O2最具活性的位点,具有最佳的HOO*中间体结合能。

这项工作为开发高性能的钨基电化学H2O2合成催化剂提供了新的契机。


Feifei Zhang, et al, High-Efficiency Electrosynthesis of Hydrogen Peroxide from Oxygen Reduction Enabled by a Tungsten Single Atom Catalyst with Unique Terdentate N1O2 Coordination, Adv. Funct. Mater. 2021
DOI: 10.1002/adfm.202110224
https://doi.org/10.1002/adfm.202110224


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