An Atomically Dispersed Mn-Photocatalyst for Generating Hydrogen Peroxide from Seawater via the Water Oxidation Reaction (WOR)

海水 化学 光催化 催化作用 过氧化氢 光化学 无机化学 化学工程 有机化学 海洋学 工程类 地质学
作者
Peng Ren,Tong Zhang,Noopur Jain,H. Y. Vincent Ching,Aleksander Jaworski,Giovanni Barcaro,Susanna Monti,Joaquín Silvestre‐Albero,Verónica Celorrio,Lata Chouhan,Anna Rokicińska,Elke Debroye,Piotr Kuśtrowski,Sabine Van Doorslaer,Sandra Van Aert,Sara Bals,Shoubhik Das
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:145 (30): 16584-16596 被引量:208
标识
DOI:10.1021/jacs.3c03785
摘要

In this work, we have fabricated an aryl amino-substituted graphitic carbon nitride (g-C 3 N 4 ) catalyst with atomically dispersed Mn capable of generating hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) directly from seawater. This new catalyst exhibited excellent reactivity, obtaining up to 2230 μM H 2 O 2 in 7 h from alkaline water and up to 1800 μM from seawater under identical conditions. More importantly, the catalyst was quickly recovered for subsequent reuse without appreciable loss in performance. Interestingly, unlike the usual two-electron oxygen reduction reaction pathway, the generation of H 2 O 2 was through a less common two-electron water oxidation reaction (WOR) process in which both the direct and indirect WOR processes occurred; namely, photoinduced h + directly oxidized H 2 O to H 2 O 2 via a one-step 2e – WOR, and photoinduced h + first oxidized a hydroxide (OH – ) ion to generate a hydroxy radical ( • OH), and H 2 O 2 was formed indirectly by the combination of two • OH. We have characterized the material, at the catalytic sites, at the atomic level using electron paramagnetic resonance, X-ray absorption near edge structure, extended X-ray absorption fine structure, high-resolution transmission electron microscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, magic-angle spinning solid-state NMR spectroscopy, and multiscale molecular modeling, combining classical reactive molecular dynamics simulations and quantum chemistry calculations.
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
1秒前
夹心发布了新的文献求助10
1秒前
整齐兔子发布了新的文献求助10
2秒前
小石头发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
ELON完成签到,获得积分10
2秒前
乐乐应助tr采纳,获得10
2秒前
高兴不尤发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
华仔应助圈圈采纳,获得10
4秒前
5秒前
5秒前
鞑靼发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
前方发布了新的文献求助10
6秒前
Chase完成签到,获得积分10
6秒前
kk发布了新的文献求助10
6秒前
水沐菁华完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
7秒前
9秒前
细心谷槐完成签到,获得积分10
9秒前
bowen发布了新的文献求助10
9秒前
认真芷容应助拼搏半梦采纳,获得10
10秒前
木木木完成签到,获得积分10
10秒前
Luna发布了新的文献求助30
10秒前
东方元语应助美满的冬卉采纳,获得20
10秒前
1eader1发布了新的文献求助10
11秒前
SCI发布了新的文献求助30
11秒前
11秒前
冷静的水壶完成签到,获得积分10
11秒前
Orange应助蔡宇滔采纳,获得10
11秒前
小黄不慌完成签到 ,获得积分20
12秒前
zk001完成签到,获得积分10
12秒前
郭航完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
13秒前
彭于晏应助小笼包采纳,获得10
13秒前
不安的芫发布了新的文献求助10
14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
Reducing Compassion Fatigue, Secondary Traumatic Stress and Burnout 600
Comparative Elite Sport Development Systems, Structures and Public Policy 600
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Auslegungsgeschichte 500
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 500
What is the Future of Psychotherapy in Digital Age? Technology, AI Bots, and Psychotherapy after Covid 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 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 7636673
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9210434
关于积分的说明 19755797
捐赠科研通 7204217
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3275516
关于科研通互助平台的介绍 2437234
邀请新用户注册赠送积分活动 2272598