Structural Modulation of Covalent Organic Frameworks for Efficient Hydrogen Peroxide Electrocatalysis

电催化剂 过氧化氢 共价键 调制(音乐) 化学 纳米技术 材料科学 电化学 电极 有机化学 物理 物理化学 声学
作者
Rui Wang,Ziqi Zhang,Haiping Zhou,Mingrui Yu,Liao Li,Yan Wang,Sheng Wan,Haiyan Lu,Wei Xing,Valentin Valtchev,Shilun Qiu,Qianrong Fang
出处
期刊: 被引量:10
标识
DOI:10.26434/chemrxiv-2024-xmm7b
摘要

The electrochemical production of hydrogen peroxide (H2O2) via metal-free catalysts has garnered attention as a viable and sustainable alternative to the conventional anthraquinone process. The precise architectural design of these electrocatalysts poses a significant challenge, requiring intricate structural engineering to optimize the electron transfer during the oxygen reduction reaction (ORR). Herein, our study introduces a novel design of covalent organic frameworks (COFs) that effectively shift the ORR from a four-electron to a more advantageous two-electron pathway. Notably, the JUC-660 COF, with strategically charge-modified benzyl moieties, achieved a continuous high H2O2 yield of over 1200 mmol g-1 h-1 for an impressive more than 85 hours duration in a flow cell setting, marking it as one of the most efficient metal-free and non-pyrolyzed H2O2 electrocatalysts to be reported. Theoretical computations alongside in-situ infrared spectroscopy indicated that JUC-660 markedly diminishes the adsorption of the OOH* intermediate, thereby steering the ORR towards a desired pathway. Furthermore, the versatility of JUC-660 was showcased through its application in the electro-Fenton reaction, where it efficiently and rapidly removed aqueous contaminants. This work delineates a pioneering approach to altering the ORR pathway, ultimately paving the way for the development of highly effective metal-free H2O2 electrocatalysts.
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
打打应助小顾采纳,获得10
刚刚
慕青应助典雅君浩采纳,获得10
1秒前
One发布了新的文献求助10
1秒前
蔺契完成签到 ,获得积分10
1秒前
段一帆发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
1秒前
爱听歌康乃馨完成签到,获得积分0
1秒前
年把月拥有完成签到,获得积分10
1秒前
不安吐司发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
Ava应助holly采纳,获得10
3秒前
成就雁凡完成签到,获得积分10
3秒前
Akim应助zz采纳,获得10
4秒前
4秒前
yang发布了新的文献求助10
4秒前
心灵美的毛巾完成签到,获得积分20
4秒前
senli2018发布了新的文献求助10
4秒前
晴文完成签到,获得积分10
4秒前
sam发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
xxx完成签到 ,获得积分10
5秒前
今后应助2623402604采纳,获得10
5秒前
5秒前
灵巧的半芹完成签到,获得积分20
5秒前
天天快乐应助xh采纳,获得10
6秒前
禾禾完成签到,获得积分20
6秒前
简讯完成签到,获得积分10
6秒前
哈哈哈哈发布了新的文献求助50
6秒前
6秒前
NexusExplorer应助仗剑行歌采纳,获得10
6秒前
uu发布了新的文献求助10
7秒前
李爱国应助锅锅采纳,获得10
7秒前
7秒前
xgwfr发布了新的文献求助10
8秒前
爆米花应助星之呼唤采纳,获得10
8秒前
FLZLC发布了新的文献求助20
9秒前
9秒前
10秒前
琳琳琳发布了新的文献求助10
10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
Resistance Spot Welding Dataset for Automobile Body-in-White Quality Analysis 748
日本現代怪異事典 副読本 700
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 650
Machine Learning for Asset Management and Pricing 600
Numerical analysis of the coupled atmosphere-ocean models (CAO II). II 600
Models for the coupled atmosphere and ocean 600
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 7388508
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8995013
关于积分的说明 19141080
捐赠科研通 7025346
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3228386
关于科研通互助平台的介绍 2390817
邀请新用户注册赠送积分活动 2209487