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Angew：華東理工李春忠團(tuán)隊(duì)超配位催化劑高效電合成過氧化氫新進(jìn)展
來源：華東理工大學(xué)化工學(xué)院 2022-08-17
導(dǎo)讀：近日，華東理工大學(xué)李春忠教授團(tuán)隊(duì)在單原子催化劑電合成過氧化氫（H2O2）領(lǐng)域取得了新進(jìn)展，相關(guān)研究成果以“Super-Coordinated Nickel N4Ni1O2 Site Single-Atom Catalyst for Selective H2O2 Electrosynthesis at High Current Densities”為題發(fā)表在《德國應(yīng)用化學(xué)》上。
使用單原子催化劑實(shí)現(xiàn)電還原氧氣制備H2O2已得到科研工作者的廣泛關(guān)注，但已報(bào)道結(jié)果仍存在電流密度低、能耗大等不足。因此，如何進(jìn)一步調(diào)控單原子催化劑的局域組分，構(gòu)筑出不同于傳統(tǒng)配位結(jié)構(gòu)的超配位單原子催化劑，是實(shí)現(xiàn)工業(yè)級(jí)電流密度下高選擇性制備H2O2的關(guān)鍵。本工作率先制備出具有六配位結(jié)構(gòu)的鎳單原子催化劑（N4Ni1O2），利用羧基功能化多壁碳納米管載體，為傳統(tǒng)四配位結(jié)構(gòu)的NiN4額外提供兩個(gè)O配位。性能測試結(jié)果表明，這一超配位N4Ni1O2單原子催化劑具有極高的電合成H2O2性能：工業(yè)級(jí)電流密度（200 mA cm?2）制備H2O2的陰極能量效率超過82%，且可穩(wěn)定至少24小時(shí)。其催化性能優(yōu)于文獻(xiàn)報(bào)道最高值，且是四配位NiN4催化劑性能的6倍。該工作第一作者為博士研究生肖楚倩，共同通訊作者為李春忠教授和青年教師李宇航。該研究工作得到了國家自然科學(xué)基金、上海市科技創(chuàng)新項(xiàng)目、上海市教育委員會(huì)科研創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目等經(jīng)費(fèi)支持。
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