A Chlorine‐Resistant Self‐Doped Nanocarbon Catalyst for Boosting Hydrogen Peroxide Synthesis in Seawater

海水 催化作用 过氧化氢 化学 吸附 无机化学 污染物 环境化学 化学工程 有机化学 生态学 生物 工程类
作者
Xinyu Wang,Wangqiang Shen,Chang Zhang,Yuzhong Huang,Jian Zhang,Jun Lv,Xing Lu
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:64 (7): e202419049-e202419049 被引量:31
标识
DOI:10.1002/anie.202419049
摘要

Abstract Developing seawater‐compatible hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) electroproduction technologies is crucial for advancing marine resource utilization in coastal regions. However, designing efficient and highly stable non‐noble metal catalysts for two‐electron oxygen reduction reaction (2e − ORR) in seawater environment remains a challenging task due to the corrosive and toxic nature of chloride ions (Cl − ). Herein, we present, for the first time, a novel nitrogen and oxygen self‐doped defect‐rich nanocarbon (NO‐DC 700 ) catalyst, derived from silk fiber, which addresses these challenges with low toxicity, cost‐effectiveness, and high adaptability. The obtained NO‐DC 700 catalyst demonstrates an impressive H 2 O 2 production rate of up to 4997 mg L −1 h −1 , a high Faradaic efficiency of 96.5 %, and produces 4.3 wt % H 2 O 2 after 20 hours of stable operation, placing it among the highest‐performing catalysts reported in neutral electrolytes. Theoretical calculations reveal that NO‐DC 700 ′s superior 2e − ORR performance is due to the synergistic effect of graphitic nitrogen and C‐OH, which inhibits Cl − adsorption and promotes *OOH adsorption. Additionally, integrating 2e − ORR with Fenton‐like technology enables rapid degradation of organic pollutants and effective inactivation of seawater algae, offering significant potential for mitigating coastal eutrophication and red tide pollution. This work provides valuable insights into H 2 O 2 electrosynthesis in seawater solution and promises advancements in ocean‐energy applications.
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
大模型应助jia采纳,获得10
刚刚
星辰大海应助aifanbufan采纳,获得10
刚刚
落后鸭子完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
1秒前
1秒前
1秒前
隐形曼青应助无奈狗采纳,获得10
1秒前
1秒前
BOOOLUUU发布了新的文献求助30
1秒前
1秒前
无花果应助酷雅的小跟班采纳,获得10
1秒前
LLLLL完成签到 ,获得积分10
2秒前
Jasper应助Lhcir采纳,获得10
2秒前
2秒前
可月完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
JamesPei应助zy采纳,获得10
3秒前
3秒前
希望天下0贩的0应助agony采纳,获得10
3秒前
3秒前
3秒前
奋斗灵珊发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
JamesPei应助受伤白猫采纳,获得10
4秒前
4秒前
烤冷面发布了新的文献求助10
4秒前
So完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
不再是纳米的正肽完成签到,获得积分10
5秒前
南木发布了新的文献求助10
5秒前
dawei完成签到,获得积分20
5秒前
林子完成签到,获得积分10
5秒前
王红瑞发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
挖挖达瓦完成签到,获得积分10
6秒前
bkagyin应助VK2801采纳,获得10
7秒前
万能图书馆应助米修采纳,获得10
7秒前
7秒前
杨潇完成签到,获得积分10
7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
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Cognitive Psychology in a Changing World 800
内視鏡的に摘除しえた十二指腸乳頭部腫瘍の2例 660
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
The Neuroscience of Language 400
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7684627
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9248117
关于积分的说明 19950992
捐赠科研通 7257536
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3288865
关于科研通互助平台的介绍 2446044
邀请新用户注册赠送积分活动 2292986