H‐Bonds in Carbon Quantum Dot‐anchored C 3 N 5 to Boost Proton‐Coupled Electron Transfer for Piezoelectric‐Driven Hydrogen Peroxide Synthesis under Ambient Conditions

电子转移 催化作用 质子耦合电子转移 光化学 化学 质子化 氢键 纳米技术 材料科学 化学工程 分子 有机化学 离子 工程类
作者
Zhiguo Li,Kangbo Tong,Haojie Dong,Yatai Li,Kai Wang,Tengda Ding,Yang Yun,Yingtang Zhou,Mingshan Zhu
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:64 (16): e202502390-e202502390 被引量:31
标识
DOI:10.1002/anie.202502390
摘要

Tuning proton-coupled electron transfer (PCET) is a promising strategy to boost the oxygen reduction reaction (ORR) for hydrogen peroxide (H2O2) synthesis, but the slow transmission rate of protons and electrons to active sites remains a significant bottleneck. To address this, we developed an H-bond-driven PCET process based on carbon quantum dot-anchored C3N5 (CQDs-C3N5) for piezo-catalytic H2O2 synthesis. CQDs-C3N5 exhibited a remarkable piezo-catalytic synthesis rate of 5025 μmol g-1 h-1 under ambient conditions, surpassing that of most reported piezoelectric materials. This efficiency is attributed to the intermolecular H-bonds between CQDs and C3N5, which significantly accelerate PCET in the ORR. The piezoelectric-generated charges, from the dipole field of the C3N5 plane, and protons in water, were rapidly transferred to the C rings of CQDs via H-bond networks. This process facilitated the adsorption of oxygen onto the C2 sites adjacent to the carboxyl groups of CQDs, which in turn led to the formation of H2O2 through a rapidly protonated, indirect 2e- pathway. Additionally, a piezo-self-Fenton reaction system was constructed for oxytetracycline-rich wastewater purification, with effectively effects on chemical oxygen demand, antibiotic-resistant bacteria and antibiotic-resistant genes degradation, etc. This study highlights the critical role of H-bond networks for tuning PCET in the ORR and provides a comprehensive understanding for the precise control of catalytic reaction kinetics through molecular structural engineering.
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
如果天气好的话完成签到,获得积分10
刚刚
wht完成签到,获得积分20
刚刚
柠一完成签到 ,获得积分10
刚刚
负责之柔完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
CipherSage应助王泰一采纳,获得10
刚刚
六六发布了新的文献求助30
刚刚
研友_n0QYAZ完成签到 ,获得积分10
1秒前
鹤轩发布了新的文献求助10
1秒前
大汤圆圆完成签到 ,获得积分10
1秒前
京墨天一完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
wsafhgfjb完成签到,获得积分10
2秒前
看见了紫荆花完成签到 ,获得积分10
2秒前
灵巧的以亦完成签到 ,获得积分10
2秒前
dake完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
kwhuang完成签到,获得积分10
3秒前
无辜丹翠完成签到 ,获得积分10
3秒前
NICKPLZ完成签到,获得积分10
3秒前
纳米酶催化完成签到,获得积分10
3秒前
blink_gmx完成签到,获得积分10
4秒前
突然好想你_1017完成签到,获得积分10
4秒前
wenlin完成签到,获得积分10
4秒前
刘娇完成签到,获得积分10
4秒前
大黄发布了新的文献求助30
4秒前
5秒前
wsafhgfjb发布了新的文献求助10
5秒前
aromatherapy完成签到,获得积分10
5秒前
一呦呦完成签到,获得积分10
5秒前
xiaobao完成签到,获得积分0
6秒前
LEETHEO完成签到,获得积分10
6秒前
我是老大应助结实的半双采纳,获得10
6秒前
认真觅荷完成签到 ,获得积分10
6秒前
yiyeshanren完成签到,获得积分10
7秒前
默默完成签到,获得积分10
7秒前
wangmeili发布了新的文献求助10
7秒前
orixero应助望远山采纳,获得10
7秒前
五六七完成签到 ,获得积分10
7秒前
mmr发布了新的文献求助10
8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
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Leading Academic-Practice Partnerships in Nursing and Healthcare: A Paradigm for Change 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Research Methods for Business: A Skill Building Approach, 9th Edition 500
Research Methods for Applied Linguistics 500
Picture Books with Same-sex Parented Families Unintentional Censorship 444
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 6414065
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8232809
关于积分的说明 17477811
捐赠科研通 5466908
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2888535
邀请新用户注册赠送积分活动 1865457
关于科研通互助平台的介绍 1703251