亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Oxygen functionalization of carbon quantum dots enables efficient acidic hydrogen peroxide electrosynthesis

电合成 化学 过氧化氢 法拉第效率 表面改性 碳纤维 析氧 电解质 氧气 吸附 光化学 催化作用 纳米笼 密度泛函理论 氧化还原 电催化剂 制氢 无机化学 组合化学 离子键合 化学工程 酒精氧化 过氧化物 量子点 离子液体 功能群
作者
Baoxin Ni,Huazhang Guo,Hao Yang,Yinghao Tao,Zuohuan Chen,Junhao Chu,Jia Wang,Yifan Ye,Hao Wei,Wen‐Bin Cai,Tao Cheng,Liang Wang,Kun Jiang
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:17 (1): 221-221 被引量:30
标识
DOI:10.1038/s41467-025-66920-4
摘要

The electrocatalytic synthesis of hydrogen peroxide (H2O2) using carbon-based materials is currently constrained by limited activity levels that fall short of industrially relevant production rates, particularly in acidic electrolytes, as well as a lack of atomic-level understanding of the active motifs. Herein, we utilize well-defined zero-dimensional carbon quantum dots (CQDs) with delicately engineered edge-site oxygen functional groups to elucidate the nature of sp3-hybridized carbon active sites and the promotional effects of aldehyde (–CHO), hydroxyl (–OH), and carboxyl (–COOH) groups in promoting acidic O2-to-H2O2 conversion. Moreover, Ampere-level current densities are successfully achieved by integrating these CQDs into a solid-state electrolyte electrolyzer, resulting in a H2O2 Faradaic efficiency of up to 99.03% and a production rate of up to 3.0 μmol s-1 cm-2 with optimized ionic conduction over CQDs-CHO. Theoretical modeling and calculations reveal that the reconfiguration of carbon edge sites upon functionalization can alter the adsorption behavior of oxygenated intermediates in the 2e− oxygen reduction pathway. Additionally, the combined experimental and theoretical findings underscore the crucial role of electron-withdrawing functional groups in facilitating charge transfer kinetics, thereby enhancing the efficiency of H2O2 electrosynthesis. Cost-effective carbon is inherently selective for O2-to-H2O2 conversion, yet challenged by insufficient activity and unclear active site identification. Here, the authors report surface-engineered carbon quantum dots that elucidate the active motifs and achieve high-rate H2O2 electrosynthesis.
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
2秒前
zhuzhuxia发布了新的文献求助10
3秒前
神秘玩家完成签到 ,获得积分10
5秒前
Orange应助111采纳,获得10
14秒前
洁净山柏完成签到,获得积分10
25秒前
27秒前
温暖完成签到 ,获得积分20
28秒前
桐桐应助科研通管家采纳,获得10
31秒前
星辰大海应助科研通管家采纳,获得10
32秒前
Yen发布了新的文献求助10
32秒前
大气青枫发布了新的文献求助10
43秒前
畅快的夜云完成签到,获得积分10
55秒前
万能图书馆应助Yen采纳,获得10
59秒前
我是老大应助大气青枫采纳,获得10
1分钟前
香蕉觅云应助归于水云身采纳,获得10
1分钟前
fan完成签到,获得积分10
1分钟前
kelien1205完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
Akim应助shun采纳,获得10
1分钟前
勤劳半芹发布了新的文献求助10
1分钟前
彭于晏应助勤劳半芹采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
1分钟前
1分钟前
自信大树完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
下论文好难完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
可靠的靖巧完成签到,获得积分10
1分钟前
孙刚完成签到 ,获得积分10
1分钟前
直率含芙发布了新的文献求助30
1分钟前
1分钟前
1分钟前
小红发布了新的文献求助10
1分钟前
科研老登完成签到 ,获得积分10
2分钟前
852应助拼搏的问薇采纳,获得10
2分钟前
贴心大裤衩完成签到,获得积分10
2分钟前
qianyixingchen完成签到 ,获得积分10
2分钟前
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
Effects of Two Weeks of Red Light Therapy on Choroidal Thickness and Axial Length in Young Adults 700
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
The Neuroscience of Language 400
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 400
Too Much of Two Good Things: Investment Protection and Environmental Protection in International Law 260
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 7673291
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9239905
关于积分的说明 19902746
捐赠科研通 7242733
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3285537
关于科研通互助平台的介绍 2443601
邀请新用户注册赠送积分活动 2287759