Customizing Oxygen Reduction Reaction Pathways for High‐Efficiency H 2 O 2 Photosynthesis by Anionic Intermediate‐Generating Polymer Photocatalysts

材料科学 聚合物 氧气 析氧 光合作用 氧还原 氧还原反应 还原(数学) 化学工程 人工光合作用 氧化还原 光化学 光催化 催化作用 电化学 有机化学 物理化学 冶金 电极 复合材料 植物 工程类 化学 生物 数学 几何学
作者
Wenwen Chi,Bing Liu,Chengsi Pan,Jiawei Zhang,Yuming Dong,Yongfa Zhu
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:35 (51) 被引量:6
标识
DOI:10.1002/adfm.202513175
摘要

Abstract Artificial photosynthesis of hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) is of great importance, yet faces the challenge of diversified oxygen reduction pathways, resulting in low‐efficiency H 2 O 2 production. Herein, a novel strategy is proposed to customize the direct one‐step two‐electron O 2 reduction pathway for H 2 O 2 synthesis by modulating the electron transport kinetics of anionic intermediate‐generating organic polymer photocatalysts. Combined experimental and characterization results revealed the relationship between the electron transfer kinetics of anionic intermediates and ORR pathways under thermodynamically favorable conditions. Specifically, anionic intermediates with optimized electron transfer kinetics effectively mediate oxygen reduction to H 2 O 2 via a direct one‐step two‐electron pathway. In contrast, sluggish electron transfer leads to an indirect two‐step two‐electron pathway for slow H 2 O 2 production, whereas rapid electron transfer induces side reactions for undesired H 2 O formation. The naphthalene diimide anionic intermediate (NTEA −• ) with moderated electron transfer speed exhibited an outstanding H 2 O 2 generation rate of 6372 µ mol g −1 h −1 and a remarkable solar‐to‐H 2 O 2 conversion efficiency of 1.02 %. Notably, the engineered NTEA membrane photocatalyst demonstrated an impressive H 2 O 2 concentration of up to 1150 µ mol L −1 in continuous‐flow reactor over 80 h. This work highlights that regulating the surface photoreaction pathways from the perspective of reaction kinetics is key to improving solar‐to‐chemical energy conversion efficiency.
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
CC完成签到,获得积分10
1秒前
QJZ发布了新的文献求助10
1秒前
优美的梦之完成签到 ,获得积分10
1秒前
空空完成签到,获得积分10
1秒前
舒适焦发布了新的文献求助10
1秒前
3秒前
leo发布了新的文献求助10
3秒前
ding应助bszh采纳,获得10
3秒前
thinking完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
松鼠鳜鱼完成签到,获得积分10
4秒前
卷王完成签到,获得积分10
5秒前
路明非完成签到,获得积分10
5秒前
Y.J完成签到,获得积分10
5秒前
pyy0完成签到,获得积分10
5秒前
难过冷玉完成签到,获得积分10
6秒前
落后的寒荷完成签到,获得积分10
6秒前
WY完成签到,获得积分10
6秒前
某某完成签到,获得积分10
6秒前
培乐多完成签到,获得积分10
6秒前
楠楠DAYTOY完成签到,获得积分10
7秒前
厉害完成签到,获得积分10
8秒前
aaa发布了新的文献求助10
8秒前
洋芋粑完成签到 ,获得积分10
8秒前
jkzhang发布了新的文献求助10
8秒前
sun完成签到,获得积分10
9秒前
研小通完成签到,获得积分10
9秒前
诺奇完成签到,获得积分10
10秒前
俏皮秋烟完成签到,获得积分10
10秒前
自信咖啡发布了新的文献求助10
10秒前
CodeCraft应助健康的半仙采纳,获得10
10秒前
完美世界应助健康的半仙采纳,获得10
10秒前
爆米花应助健康的半仙采纳,获得10
10秒前
斯文败类应助健康的半仙采纳,获得10
10秒前
10秒前
乐乐应助健康的半仙采纳,获得10
11秒前
bkagyin应助健康的半仙采纳,获得10
11秒前
xiaohaitao完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
11秒前
高分求助中
Adhesion Science: Principles & Practice 1234
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Introduction to Cosmetic Formulation and Technology, 2nd Edition 400
Petrology and Plate Tectonics,2025 400
Burger's Medicinal Chemistry and Drug Discovery 400
Programming for Chemical Engineers Using C, C++, and MATLAB 320
Birth of Twins After Genome Editing for HIV Resistance 300
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 6688851
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8432705
关于积分的说明 18015676
捐赠科研通 5914536
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2984085
邀请新用户注册赠送积分活动 1960052
关于科研通互助平台的介绍 1898060