The Ratio of sp 2 and sp 3 Hybridized Carbon Determines the Performance of Carbon‐based Catalysts in H 2 O 2 Electrosynthesis from O 2

电合成 选择性 催化作用 碳纤维 化学 X射线光电子能谱 化学工程 电化学 电极 材料科学 有机化学 物理化学 复合数 工程类 复合材料
作者
Dayu Zhu,Hsiwen Wu,Wye‐Khay Fong,Rico F. Tabor,Jie Zhang
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:64 (16): e202500145-e202500145 被引量:35
标识
DOI:10.1002/anie.202500145
摘要

Abstract Introducing oxygen‐ or carbon‐containing functional groups is a widely adopted strategy to optimize the performance of carbon‐based catalysts for the two‐electron oxygen reduction reaction (2 e − ORR). Nevertheless, the specific contributions of these functional groups to enhance activity and selectivity are not well‐defined and continue under debate. In this study, we systematically modified carbon materials by controlling the contents of oxygen functional groups (OFGs) and carbon functional groups (CFGs). Surface compositions were accurately quantified using X‐ray photoelectron spectroscopy, and 2 e − ORR performance was evaluated using a rotating ring‐disk electrode (RRDE) in 0.1 M KOH. Through reliable statistical analyses, including partial least squares regression and linear regression, we explored the correlations between the surface compositional features – specifically the ratios of OFGs, CFGs, and sp 2 / sp 3 hybridized carbon – and the catalytic performance metrics such as onset potential and H 2 O 2 selectivity. Our findings challenge existing paradigms by demonstrating that the sp 2 / sp 3 ratio is a critical factor in determining catalytic selectivity and a certain correlate with the 2 e − ORR onset potential. By tuning this ratio, we achieved nearly 100 % H 2 O 2 selectivity within 0.4–0.6 V vs. RHE, and onset potential approached the thermodynamic potential (0.766 V vs. RHE for the O 2 /HO 2 ‐ process), pointing a new direction in designing and developing advanced electrocatalysts for sustainable H 2 O 2 synthesis.
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
复杂初夏完成签到 ,获得积分10
3秒前
腾虎跃猿完成签到 ,获得积分10
4秒前
zouzh完成签到 ,获得积分10
4秒前
熊洋洋完成签到 ,获得积分10
4秒前
moon完成签到 ,获得积分10
5秒前
yyy2025完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
Enya完成签到 ,获得积分10
7秒前
likw23完成签到,获得积分10
7秒前
在遇见完成签到,获得积分10
7秒前
星星完成签到,获得积分10
9秒前
江小霜发布了新的文献求助10
9秒前
辣条我有呀完成签到 ,获得积分10
9秒前
08153227发布了新的文献求助10
10秒前
就离谱完成签到,获得积分10
10秒前
傅凡桃完成签到,获得积分10
14秒前
tigger完成签到,获得积分10
14秒前
负责的归尘完成签到,获得积分10
16秒前
张艳茹完成签到 ,获得积分10
18秒前
亮亮完成签到,获得积分10
18秒前
pingbaby完成签到 ,获得积分10
18秒前
亳亳完成签到 ,获得积分10
18秒前
鱼鱼完成签到,获得积分10
18秒前
Qian完成签到 ,获得积分10
21秒前
爆米花应助Enya采纳,获得10
22秒前
靓丽醉蝶发布了新的文献求助10
22秒前
zzb完成签到,获得积分10
23秒前
24秒前
24秒前
SYC完成签到,获得积分10
24秒前
小猴完成签到,获得积分10
24秒前
24秒前
里埃尔塞因斯完成签到 ,获得积分10
25秒前
123完成签到 ,获得积分10
26秒前
晗安完成签到,获得积分10
27秒前
科研孙发布了新的文献求助10
27秒前
赘婿应助科研通管家采纳,获得10
27秒前
隐形曼青应助科研通管家采纳,获得10
27秒前
cdercder应助某某采纳,获得10
27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
The anomeric effect 1000
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Navigating Normative Orders: Interdisciplinary Perspectives 750
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
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 7732573
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9283390
关于积分的说明 20157107
捐赠科研通 7310112
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3304154
关于科研通互助平台的介绍 2457018
邀请新用户注册赠送积分活动 2313269