Highly Efficient Electrochemical Synthesis of Hydrogen Peroxide (H2O2) Enabled by Amino Acid Glycine-Derived Metal-Free Nitrogen-Doped Ordered Mesoporous Carbon

法拉第效率 过氧化氢 电化学 碳纤维 电合成 无机化学 化学 介孔材料 氮气 电催化剂 材料科学 化学工程 催化作用 有机化学 电极 物理化学 复合材料 复合数 工程类
作者
Basil Sabri Rawah,Mohammad Albloushi,Wenzhen Li
出处
期刊:ACS Sustainable Chemistry & Engineering [American Chemical Society]
卷期号:10 (17): 5453-5462 被引量:23
标识
DOI:10.1021/acssuschemeng.1c08285
摘要

Electrocatalytic partial oxygen reduction has been considered a more sustainable approach to the synthesis of hydrogen peroxide (H2O2), as compared with current industrial anthraquinone processes. One key research need is to explore low-cost active electrocatalysts. Here, we report a facile, solvent-free method to synthesize a metal-free nitrogen-doped ordered mesoporous carbon (N-OMC) by in situ transforming of glycine (carbon and nitrogen precursors) in the mesoporous SiO2 template (KIT-6) followed by subsequent thermal treatment at different temperatures. Among all samples, the catalyst treated at 800 °C (N-OMC-800), the nitrogen-rich carbon, exhibits outstanding structural properties and porosity, showing the dominant formation of pyrrolic-N and graphitic-N. With combined improved structural properties with the optimal ratio of N-pyrrolic/N-graphitic, P/G carbon provided an outstanding electrocatalytic activity, promoting H2O2 with high selectivity and production rate in alkaline mediums. The N-OMC-800 can achieve a faradaic efficiency (FE) of ∼100% to H2O2 at (0.6 VRHE to 0.4 VRHE) in a H-cell containing 0.1 M KOH. Furthermore, its bulk H2O2 electrosynthesis in our self-designed flow cell confirmed its practical capability by showing a remarkable H2O2 production rate of 9.43 mol gcat–1 h–1 at 0.35 VRHE and maintaining nearly 100% FE at the cathode potential of 0.6 VRHE for 12 h without any degradation.
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
刚刚
积极的越彬完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
万花谷发布了新的文献求助10
刚刚
学霸业应助hu111采纳,获得10
刚刚
月下完成签到 ,获得积分10
1秒前
无限的薄荷完成签到,获得积分10
1秒前
solar完成签到,获得积分10
1秒前
hwq123完成签到,获得积分10
1秒前
等待语风发布了新的文献求助10
2秒前
银先生完成签到,获得积分20
2秒前
2秒前
鹿七七完成签到,获得积分10
2秒前
独特的夏蓉完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
夏春丽完成签到 ,获得积分10
3秒前
Ava应助自然的以山采纳,获得10
3秒前
ghq完成签到,获得积分10
4秒前
裴秀智完成签到,获得积分10
4秒前
大模型应助多情易蓉采纳,获得10
4秒前
马成鑫发布了新的文献求助10
4秒前
wwww应助jh采纳,获得10
5秒前
上官若男应助团子采纳,获得10
5秒前
5秒前
可靠映秋完成签到,获得积分10
5秒前
南风南下发布了新的文献求助10
5秒前
mm发布了新的文献求助10
5秒前
领导范儿应助公园采纳,获得10
5秒前
hanry发布了新的文献求助10
6秒前
乐哉发布了新的文献求助10
6秒前
lixh完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
锋芒不毕露完成签到,获得积分10
7秒前
七月完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
颂歌998应助是你采纳,获得10
7秒前
文静建辉完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
8秒前
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
化工安全与环保 1000
Autoparametric Resonance in Mechanical Systems 1000
基于锂离子电池正极材料回收的绿色溶剂开发及工程化应用研究 800
Effects of Two Weeks of Red Light Therapy on Choroidal Thickness and Axial Length in Young Adults 700
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 600
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 7657298
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9228098
关于积分的说明 19833396
捐赠科研通 7223903
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3280482
关于科研通互助平台的介绍 2440684
邀请新用户注册赠送积分活动 2280368