Direct cathodic polarization preparation of ambient CO2-derived oxygen-functionalized carbons for electro-production of H2O2

阴极保护 氧气 极化(电化学) 材料科学 析氧 化学工程 无机化学 化学 电化学 电极 有机化学 工程类 物理化学
作者
Ao Yu,Jia Shi,Wenhao Yang,Guoming Ma,Qi Huang,Shengwen Liu,Haiyan Mao,Ping Peng,Yang Yang,Fangfang Li
出处
期刊:Applied Catalysis B-environmental [Elsevier BV]
卷期号:367: 125109-125109 被引量:11
标识
DOI:10.1016/j.apcatb.2025.125109
摘要

Electro-generation hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) via a two-electron oxygen reduction reaction (2e - ORR) is an effective and feasible strategy for industrial H 2 O 2 production and will likely supersede the traditional anthraquinone oxidation method. However, maintaining high 2e - ORR performance at a wide voltage window and directly identifying real active sites on carbon catalyst surfaces are still challenging. Herein, we propose a method involving the cathodic polarization reduction of ambient CO 2 to control the oxygen functional groups (OFGs) and edge defects on mesoporous and 3D-ordered carbon catalysts (oxygen-functionalized carbons, OFCs). Chemical titrations confirmed that the -COOH species are the most active sites, and in-situ Raman uncovered that edge defects can also act as the active sites for 2e - ORR. The optimized OFC650 with primary -COOH groups and rational defects exhibit the highest selectivity of 94.5 %, a wide voltage window of 0.2–0.75 V vs. RHE (V RHE ) for high H 2 O 2 selectivity, and an enhanced H 2 O 2 production rate of 141.1 mmol g catalyst −1 h −1 cm −2 , outperforming many reported carbons. Oxygen-functionalized carbon prepared from ambient CO 2 achieved 94.5 % H 2 O 2 selectivity with a wide potential window of 0.2–0.75 V RHE . Chemical titration, in-situ Raman, and DFT identified COOH at graphene edge defects as the primary active site for 2e - ORR. • In-situ conversion of CO 2 to oxygen-functionalized carbon. • The oxygen and defects are regulated by varying polarization temperatures. • -COOH and edge defects in OFCs confirmed as active sites via chemical titration and in-situ Raman. • DFT shows -COOH on defected graphene basal plane excels in 2e ORR.
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
氨氨完成签到,获得积分10
1秒前
xxxdie完成签到,获得积分20
2秒前
2秒前
越战越勇完成签到,获得积分10
2秒前
在水一方应助ALLUREL采纳,获得10
2秒前
3秒前
老实映阳完成签到,获得积分10
3秒前
believe发布了新的文献求助10
3秒前
小二郎应助科研论文的狗采纳,获得10
3秒前
five43完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
PIEZO2发布了新的文献求助10
4秒前
qiu完成签到,获得积分10
4秒前
桐桐应助jingcheng采纳,获得10
5秒前
科研通AI6.4应助keke采纳,获得10
5秒前
yyj完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
DD发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
BPM完成签到,获得积分10
8秒前
快乐蘑菇完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
MAYUE完成签到 ,获得积分10
9秒前
体贴不弱完成签到 ,获得积分10
10秒前
10秒前
科研论文的狗完成签到,获得积分20
10秒前
青云高发布了新的文献求助10
10秒前
yyyyy发布了新的文献求助20
10秒前
南窗下完成签到 ,获得积分10
10秒前
11秒前
11秒前
丘比特应助水蜜桃采纳,获得10
11秒前
汉堡包应助无奈的亦玉采纳,获得10
11秒前
12秒前
12秒前
明亮若枫发布了新的文献求助20
12秒前
初景发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
传奇3应助PP采纳,获得10
13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
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 600
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 7652665
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9224020
关于积分的说明 19811416
捐赠科研通 7218607
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3279007
关于科研通互助平台的介绍 2439738
邀请新用户注册赠送积分活动 2278186