Hydrogen Peroxide Electrosynthesis in a Strong Acidic Environment Using Cationic Surfactants

电合成 过氧化氢 催化作用 电解质 化学 选择性 肺表面活性物质 法拉第效率 胶束 无机化学 化学工程 光化学 水溶液 有机化学 电化学 电极 物理化学 工程类 生物化学
作者
Zachary Adler,Xiao Zhang,Guangxia Feng,Yaping Shi,Peng Zhu,Xia Yang,Xiaonan Shan,Haotian Wang
出处
期刊: [American Chemical Society]
卷期号:2 (4): 129-137 被引量:17
标识
DOI:10.1021/prechem.3c00096
摘要

High Resolution Image Download MS PowerPoint Slide The two-electron oxygen reduction reaction (2e – -ORR) can be exploited for green production of hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), but it still suffers from low selectivity in an acidic electrolyte when using non-noble metal catalysts. Here, inspired by biology, we demonstrate a strategy that exploits the micellization of surfactant molecules to promote the H 2 O 2 selectivity of a low-cost carbon black catalyst in strong acid electrolytes. The surfactants near the electrode surface increase the oxygen solubility and transportation, and they provide a shielding effect that displaces protons from the electric double layer (EDL). Compared with the case of a pure acidic electrolyte, we find that, when a small number of surfactant molecules were added to the acid, the H 2 O 2 Faradaic efficiency (FE) was improved from 12% to 95% H 2 O 2 under 200 mA cm –2, suggesting an 8-fold improvement. Our in situ surface enhanced Raman spectroscopy (SERS) and optical microscopy (OM) studies suggest that, while the added surfactant reduces the electrode’s hydrophobicity, its micelle formation could promote the O 2 gas transport and its hydrophobic tail could displace local protons under applied negative potentials during catalysis, which are responsible for the improved H 2 O 2 selectivity in strong acids.
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
ss发布了新的文献求助10
刚刚
111111发布了新的文献求助10
1秒前
叽歪提发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
酷波er应助KEQIN采纳,获得10
3秒前
gsonix完成签到 ,获得积分10
4秒前
6秒前
7秒前
7秒前
8秒前
8秒前
Leucalypt发布了新的文献求助30
9秒前
9秒前
王鑫毅完成签到 ,获得积分10
9秒前
ss完成签到,获得积分10
9秒前
科研通AI2S应助祁忆采纳,获得10
10秒前
033完成签到,获得积分10
10秒前
于鹏完成签到,获得积分10
11秒前
薇薇发布了新的文献求助10
11秒前
梨花雨凉完成签到,获得积分10
12秒前
思源应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
12秒前
深情安青应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
12秒前
DDDD应助科研通管家采纳,获得50
12秒前
12秒前
12秒前
12秒前
molihuakai应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
12秒前
FashionBoy应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
充电宝应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
13秒前
13秒前
烟花应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
molihuakai应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
CodeCraft应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
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
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 7389706
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8995999
关于积分的说明 19144791
捐赠科研通 7026534
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3228700
关于科研通互助平台的介绍 2391013
邀请新用户注册赠送积分活动 2210089