电化学双电子氧还原反应(2e-ORR)产生过氧化氢(H2O2)是能量密集型蒽醌工艺的一种有效替代方法。然而,在设计符合应用标准的2e-ORR催化剂方面仍然存在挑战。近日,苏州大学邵明望报道了用于高效过氧化氢电合成的具有活性边缘位点的亚稳态六方相SnO2纳米带。
本文要点:
1) 作者采用了微波辅助机械化学热方法合成了具有大量暴露边缘结构的六方相SnO2(h-SnO2)纳米带。在0.1M Na2SO4电解质中,h-SnO2催化剂具有99.99%的优异H2O2选择性。此外,当其用作液流电池装置中的催化剂时,它们具有高达3885.26mmol g-1 h-1的过氧化氢产率。
2) 作者通过密度泛函理论计算证实,催化性能的增强归因于特殊的晶体结构和形态,从而导致大量暴露的边缘活性位点将O2转化为H2O2。该工作极大促进了中性电解质中高效过氧化氢催化剂的设计。
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Zhang Yi et.al Metastable Hexagonal Phase SnO2 Nanoribbons with Active Edge Sites for Efficient Hydrogen Peroxide Electrosynthesis in Neutral Media Angew. Chem. Inte. Ed. 2023
https://doi.org/10.1002/anie.202218924