Graphene-Supported Single Nickel Atom Catalyst for Highly Selective and Efficient Hydrogen Peroxide Production

催化作用 材料科学 石墨烯 选择性 可逆氢电极 光化学 化学工程 无机化学 过氧化氢 电催化剂 电极 电解质 纳米技术 化学 电化学 物理化学 工作电极 有机化学 冶金 工程类
作者
Xiaozhe Song,Ning Li,Huan Zhang,Li Wang,Yanjun Yan,Hui Wang,Linyuan Wang,Zhaoyong Bian
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:12 (15): 17519-17527 被引量:148
标识
DOI:10.1021/acsami.0c01278
摘要

Hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) production by electrocatalytic two-electron oxygen reduction shows promise as a replacement for energy-intensive anthraquinone oxidation or H 2 /O 2 direct synthesis. Here, we report on graphene-supported Ni single-atom (SA) electrocatalysts, which are synthesized by a simple surfactant-free reduction process with enhanced electrocatalytic activity and stability. Unlike conventional Ni nanoparticles or alloy catalysts, the well-dispersed Ni-SA sites lack adjacent Ni atoms. This structure promotes H 2 O 2 production by a two-electron oxygen reduction pathway under an alkaline condition (pH = 13). This catalyst exhibited enhanced H 2 O 2 selectivity (>94%) with a considerable mass activity (2.11 A mg Ni –1 at 0.60 V vs reversible hydrogen electrode), owing to the presence of oxygen functional groups and isolated Ni sites. Density functional theory calculations provide insights into the role of this catalyst in optimizing the two-electron oxygen reduction reaction pathway with high H 2 O 2 selectivity. This work suggests a new method for controlling reaction pathways in atomically dispersed non-noble catalysts.
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
快乐的如风完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
cdercder应助Jason采纳,获得10
1秒前
1秒前
我是老大应助xiaxianong采纳,获得10
2秒前
zy完成签到 ,获得积分10
2秒前
Orange应助炙热的易绿采纳,获得10
3秒前
tamo发布了新的文献求助10
4秒前
anisa发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
张婷完成签到,获得积分20
6秒前
敏感的烧鹅应助tackhwa采纳,获得10
6秒前
行走的荷尔蒙应助yyyxixi采纳,获得40
6秒前
8秒前
Jsssds完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
9秒前
10秒前
完美世界应助Mo采纳,获得10
10秒前
123123发布了新的文献求助10
11秒前
JY发布了新的文献求助10
11秒前
yang应助木子李李李采纳,获得10
12秒前
msuyue完成签到,获得积分10
12秒前
完美世界应助阿司匹林采纳,获得10
12秒前
13秒前
十一完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
xiaxianong完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
希望天下0贩的0应助MZ采纳,获得10
15秒前
15秒前
慕青应助失眠的耳机采纳,获得10
15秒前
123123发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
CodeCraft应助JY采纳,获得10
16秒前
塘仔完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
落后蓝天发布了新的文献求助10
17秒前
神勇妙旋发布了新的文献求助10
17秒前
18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
Römisch-Germanische Forschungen 1000
China Pluperfect I: Epistemology of Past and Outside in Chinese Art 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
The fast track to determining transfer functions of linear circuits: The student guide 500
The Analytical and Numerical Solution of Electric and Magnetic Fields 500
Green Fire Retardants for Polymeric Materials 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 7615182
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9190449
关于积分的说明 19692131
捐赠科研通 7187731
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3271244
关于科研通互助平台的介绍 2434530
邀请新用户注册赠送积分活动 2266372