Electronic structure modification of metal phthalocyanines by a carbon nanotube support for efficient oxygen reduction to hydrogen peroxide

过氧化氢 碳纳米管 材料科学 金属 氧气 氧还原反应 酞菁 氧还原 碳纤维 化学工程 还原(数学) 纳米管 光化学 纳米技术 无机化学 化学 有机化学 电极 电化学 物理化学 冶金 复合材料 工程类 几何学 数学 复合数
作者
Yesol Lee,Chaehyeon Lee,Seoin Back,Young Jin
出处
期刊:Nanoscale [Royal Society of Chemistry]
卷期号:16 (19): 9545-9557 被引量:8
标识
DOI:10.1039/d4nr00250d
摘要

An active and selective two-electron oxygen reduction reaction (2e- ORR) is required for efficient electrosynthesis of H2O2. This reaction can be promoted by metal phthalocyanines (MPcs), which serve as model catalysts with well-defined structures. MPc molecules have mostly been evaluated on conductive carbon-based substrates, including glassy carbon (GC) and carbon nanotubes (CNTs), yet their influence on the electrocatalytic properties is not well understood. This study demonstrated that the ORR activity per surface area was improved by up to 4-fold with MPc molecules supported on CNTs (MPc/CNTs, M = Co, Mn, and Fe) compared to MPc loaded directly on GC. Ultraviolet photoelectron spectroscopy and density functional theory calculations revealed that the CNTs modified the electronic structure of the MPc molecules to optimize the *OOH binding energy and boost the heterogeneous electron transfer rates. Detailed kinetic analysis enabled multiple reaction pathways to be decoupled to extract the metal-dependent intrinsic 2e-/4e- ORR activities. Finally, MPc/CNT catalysts were employed in an H2O2 electrosynthesis flow cell, which delivered an industrial-scale current density of -200 mA cm-2 and an H2O2 faradaic efficiency of 88.7 ± 0.6% with the CoPc/CNT catalyst in a neutral electrolyte.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
小吕不到一米八完成签到 ,获得积分10
刚刚
玄金道人完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
宋宋发布了新的文献求助10
1秒前
研友_VZG7GZ应助Gan采纳,获得10
1秒前
宋宋发布了新的文献求助30
2秒前
宋宋发布了新的文献求助80
2秒前
宋宋发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
Winnie发布了新的文献求助10
2秒前
eden发布了新的文献求助10
2秒前
万能图书馆应助tw0125采纳,获得10
3秒前
菠萝神完成签到,获得积分10
3秒前
小叶子的太阳完成签到,获得积分10
3秒前
宋宋发布了新的文献求助10
3秒前
玉耀完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
宋宋发布了新的文献求助10
4秒前
宋宋发布了新的文献求助10
4秒前
Summeryz920完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
宋宋发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
宋宋发布了新的文献求助10
6秒前
宋宋发布了新的文献求助10
7秒前
夏小正发布了新的文献求助10
7秒前
英俊的铭应助珝潏采纳,获得10
8秒前
8秒前
8秒前
老倭瓜完成签到,获得积分10
9秒前
七柒完成签到,获得积分10
9秒前
默予陌完成签到 ,获得积分10
10秒前
宋宋发布了新的文献求助10
10秒前
宋宋发布了新的文献求助10
10秒前
七慕凉发布了新的文献求助10
10秒前
科研通AI6.2应助Lemonzhao采纳,获得10
10秒前
77在七月发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Picture this! Including first nations fiction picture books in school library collections 2000
The Cambridge History of China: Volume 4, Sui and T'ang China, 589–906 AD, Part Two 1500
Cowries - A Guide to the Gastropod Family Cypraeidae 1200
Quality by Design - An Indispensable Approach to Accelerate Biopharmaceutical Product Development 800
Pulse width control of a 3-phase inverter with non sinusoidal phase voltages 777
ON THE THEORY OF BIRATIONAL BLOWING-UP 666
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6392650
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8207929
关于积分的说明 17375647
捐赠科研通 5445969
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2879364
邀请新用户注册赠送积分活动 1855830
关于科研通互助平台的介绍 1698780