Bifunctional bimetallic oxide nanowires for high-efficiency electrosynthesis of 2,5-furandicarboxylic acid and ammonia

电合成 催化作用 双功能 化学 法拉第效率 无机化学 硝酸盐 产量(工程) 电解质 阴极 双功能催化剂 电催化剂 电化学 材料科学 有机化学 电极 物理化学 冶金
作者
Miaosen Yang,Guangyao Meng,Hongyi Li,Tianran Wei,Qian Liu,Jia He,Ligang Feng,Xuping Sun,Xijun Liu
出处
期刊:Journal of Colloid and Interface Science [Elsevier]
卷期号:652: 155-163 被引量:7
标识
DOI:10.1016/j.jcis.2023.08.079
摘要

It is an appealing avenue for electrosyntheis of high-valued chemicals at both anode and cathode by coupling 5-hydroxymethylfurfural (HMF) oxidation and nitrate reduction reactions simultaneously, while the development such bifunctional electrocatalysts is still in its infancy with dissatisfied selectivity and low yield rate. Here, we first report that Zn-doped Co3O4 nanowires array can be served as an efficient and robust dual-functional catalyst for HMF oxidation and nitrate reduction at ambient conditions. Specifically, the catalyst shows a faradaic efficiency of 91 % and a yield rate of 241.2 μmol h-1 cm-2 for 2,5-furandicarboxylic acid formation together with a high conversion of nearly 100 % at a potential of 1.40 V. It also displays good cycling stability. Besides, the catalyst is capable of catalyzing the reduction of nitrate to NH3, giving a maximal faradaic efficiency of 92 % and a peak NH3 yield rate of 4.65 mg h-1 cm-2 at a potential of -0.70 V. These results surpass those obtained using pristine Co3O4 and are comparable to those of state-of-the-art electrocatalysts. Moreover, the catalyst is further employed as the cathode catalyst to assemble a Zn-nitrate battery, giving a peak power density of 5.24 mW cm-2 and a high yield rate of 0.72 mg h-1 cm-2. Theoretical simulations further reveal that Zn-doping favors the adsorption and dissociation of nitrate and HMF species and reduces the energy barrier as well. Our work demonstrates the potential interest of Co3O4-based materials for the highly selective production of valuable feedstocks via ambient electrolysis.
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
刚刚
qbforever完成签到 ,获得积分0
刚刚
DEK完成签到 ,获得积分10
1秒前
星辰大海应助gf采纳,获得10
2秒前
Jasper应助长情的小虾米采纳,获得10
2秒前
3秒前
4秒前
桃博完成签到,获得积分10
5秒前
壮观的文龙完成签到 ,获得积分20
5秒前
8秒前
8秒前
DEK发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
火星上的啤酒完成签到 ,获得积分10
10秒前
好运来完成签到,获得积分10
10秒前
十九发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
外向访卉发布了新的文献求助10
12秒前
小马甲应助hjy168d采纳,获得10
13秒前
~~~~发布了新的文献求助30
15秒前
香蕉君达完成签到,获得积分10
16秒前
丘比特应助专注的小蘑菇采纳,获得10
16秒前
上官若男应助DEK采纳,获得30
17秒前
21秒前
黑摄会阿Fay完成签到,获得积分10
21秒前
鸡你太美发布了新的文献求助10
24秒前
共享精神应助huang采纳,获得10
24秒前
高贵寻芹发布了新的文献求助10
28秒前
在水一方应助Meron采纳,获得10
28秒前
SOLOMON举报淡然觅海求助涉嫌违规
30秒前
fufufufu完成签到,获得积分10
32秒前
32秒前
邓邓邓完成签到,获得积分10
35秒前
36秒前
周同庆发布了新的文献求助10
36秒前
情怀应助科研渣采纳,获得10
36秒前
pyf不懂科研完成签到,获得积分10
36秒前
38秒前
hh完成签到 ,获得积分10
38秒前
乘风的法袍完成签到,获得积分10
39秒前
高分求助中
The three stars each: the Astrolabes and related texts 1100
Berns Ziesemer - Maos deutscher Topagent: Wie China die Bundesrepublik eroberte 500
Stephen R. Mackinnon - Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary (2023) 500
Psychological Warfare Operations at Lower Echelons in the Eighth Army, July 1952 – July 1953 400
宋、元、明、清时期“把/将”字句研究 300
Julia Lovell - Maoism: a global history 300
转录因子AP-1抑制T细胞抗肿瘤免疫的机制 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2433089
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2115499
关于积分的说明 5366584
捐赠科研通 1843457
什么是DOI,文献DOI怎么找? 917395
版权声明 561559
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 490739