Nature‐Inspired N, O Co‐Coordinated Manganese Single‐Atom Catalyst for Efficient Hydrogen Peroxide Electrosynthesis

电合成 催化作用 过氧化氢 电催化剂 化学 碳纤维 选择性 氧气 光化学 无机化学 电化学 材料科学 有机化学 电极 物理化学 复合材料 复合数
作者
Yuan Zeng,Xin Tan,Zewen Zhuang,Chen Chen,Qing Peng
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:64 (4): e202416715-e202416715 被引量:21
标识
DOI:10.1002/anie.202416715
摘要

Abstract The two‐electron oxygen reduction reaction (2e − ORR) is a pivotal pathway for the distributed production of hydrogen peroxide (H 2 O 2 ). In nature, enzymes containing manganese (Mn) centers can convert reactive oxygen species into H 2 O 2 . However, Mn‐based heterogeneous catalysts for 2e − ORR are scarcely reported. Herein, we developed a nature‐inspired single‐atom electrocatalyst comprising N, O co‐coordinated Mn sites, utilizing carbon dots as the modulation platform (Mn CD/C). As‐synthesized Mn CD/C exhibited exceptional 2e − ORR activity with an onset potential of 0.786 V and a maximum H 2 O 2 selectivity of 95.8 %. Impressively, Mn CD/C continuously produced 0.1 M H 2 O 2 solution at 200 mA/cm 2 for 50 h in the flow cell, with negligible loss in activity and H 2 O 2 faradaic efficiency, demonstrating practical application potential. The enhanced activity was attributed to the incorporation of Mn atomic sites into the carbon dots. Theoretical calculations revealed that the N, O co‐coordinated structure, combined with abundant oxygen‐containing functional groups on the carbon dots, optimized the binding strength of intermediate *OOH at the Mn sites to the apex of the catalytic activity volcano. This work illustrates that carbon dots can serve as a versatile platform for modulating the microenvironment of single‐atom catalysts and for the rational design of nature‐inspired catalysts.
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
上上签发布了新的文献求助10
1秒前
刘嘉乐发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
CipherSage应助开朗真采纳,获得10
1秒前
小贺发布了新的文献求助10
1秒前
lore完成签到,获得积分10
2秒前
充电宝应助chenxin7271采纳,获得10
2秒前
糖豆包子完成签到,获得积分10
2秒前
汉堡包应助甜甜的白枫采纳,获得10
2秒前
愤怒的小白菜完成签到,获得积分10
2秒前
czx发布了新的文献求助10
3秒前
lxy发布了新的文献求助10
3秒前
Hello应助zzt采纳,获得10
3秒前
3秒前
阿浩完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
HAO完成签到,获得积分10
3秒前
沫栀发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
rdg完成签到,获得积分10
4秒前
虔诚完成签到,获得积分10
4秒前
啦啦啦完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
兜里有糖完成签到,获得积分10
4秒前
李东东发布了新的文献求助10
4秒前
桐桐应助Alice采纳,获得10
5秒前
5秒前
czx发布了新的文献求助30
5秒前
chenli完成签到,获得积分10
5秒前
逸某人发布了新的文献求助10
5秒前
kk完成签到,获得积分10
6秒前
甜蜜涵梅完成签到,获得积分10
6秒前
wxnice完成签到,获得积分0
6秒前
6秒前
狂野紫丝发布了新的文献求助10
7秒前
帅哥王傲天完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
行路蓝先生完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
9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
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 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 7739505
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9288412
关于积分的说明 20189548
捐赠科研通 7317633
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3306174
关于科研通互助平台的介绍 2458589
邀请新用户注册赠送积分活动 2316160