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:22
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
enm完成签到,获得积分10
刚刚
舒国芳关注了科研通微信公众号
刚刚
刚刚
量子星尘发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
飞天817完成签到,获得积分10
1秒前
科研通AI6应助抹茶采纳,获得10
1秒前
神勇乐曲完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
2秒前
kexin完成签到,获得积分10
2秒前
拉拉发布了新的文献求助10
3秒前
wu完成签到,获得积分20
3秒前
123完成签到,获得积分10
4秒前
小北完成签到,获得积分10
4秒前
老实人发布了新的文献求助10
5秒前
岁月如酒发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
闪999发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
小青椒应助杨天天采纳,获得30
6秒前
xx完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
Zz完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
亮山火马完成签到,获得积分10
8秒前
dsgvdf完成签到,获得积分10
8秒前
小北发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
NexusExplorer应助LY采纳,获得10
9秒前
wu发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
浅笑完成签到,获得积分10
10秒前
zc发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
Ying完成签到,获得积分10
10秒前
syl完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
芒果橙完成签到,获得积分10
11秒前
买了束花完成签到,获得积分10
11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
SOFT MATTER SERIES Volume 22 Soft Matter in Foods 1000
Zur lokalen Geoidbestimmung aus terrestrischen Messungen vertikaler Schweregradienten 1000
《2023南京市住宿行业发展报告》 500
Circulating tumor DNA from blood and cerebrospinal fluid in DLBCL: simultaneous evaluation of mutations, IG rearrangement, and IG clonality 500
Food Microbiology - An Introduction (5th Edition) 500
Architectural Corrosion and Critical Infrastructure 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4873850
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4163097
关于积分的说明 12912347
捐赠科研通 3920000
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2152119
邀请新用户注册赠送积分活动 1170401
关于科研通互助平台的介绍 1074346