A Chlorine‐Resistant Self‐Doped Nanocarbon Catalyst for Boosting Hydrogen Peroxide Synthesis in Seawater

海水 催化作用 过氧化氢 化学 吸附 无机化学 污染物 环境化学 化学工程 有机化学 生态学 生物 工程类
作者
Xinyu Wang,Wangqiang Shen,Chang Zhang,Yuzhong Huang,Jian Zhang,Jun Lv,Xing Lu
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:64 (7): e202419049-e202419049 被引量:23
标识
DOI:10.1002/anie.202419049
摘要

Developing seawater-compatible hydrogen peroxide (H2O2) electroproduction technologies is crucial for advancing marine resource utilization in coastal regions. However, designing efficient and highly stable non-noble metal catalysts for two-electron oxygen reduction reaction (2e- ORR) in seawater environment remains a challenging task due to the corrosive and toxic nature of chloride ions (Cl-). Herein, we present, for the first time, a novel nitrogen and oxygen self-doped defect-rich nanocarbon (NO-DC700) catalyst, derived from silk fiber, which addresses these challenges with low toxicity, cost-effectiveness, and high adaptability. The obtained NO-DC700 catalyst demonstrates an impressive H2O2 production rate of up to 4997 mg L-1 h-1, a high Faradaic efficiency of 96.5 %, and produces 4.3 wt % H2O2 after 20 hours of stable operation, placing it among the highest-performing catalysts reported in neutral electrolytes. Theoretical calculations reveal that NO-DC700's superior 2e- ORR performance is due to the synergistic effect of graphitic nitrogen and C-OH, which inhibits Cl- adsorption and promotes *OOH adsorption. Additionally, integrating 2e- ORR with Fenton-like technology enables rapid degradation of organic pollutants and effective inactivation of seawater algae, offering significant potential for mitigating coastal eutrophication and red tide pollution. This work provides valuable insights into H2O2 electrosynthesis in seawater solution and promises advancements in ocean-energy applications.
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
1秒前
培乐多完成签到,获得积分10
1秒前
回忆完成签到,获得积分10
2秒前
CipherSage应助孤央采纳,获得10
2秒前
LG发布了新的文献求助30
3秒前
paradiselost发布了新的文献求助10
3秒前
Deposit完成签到,获得积分10
4秒前
陶醉发箍完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
核桃发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
rainy完成签到,获得积分10
6秒前
脑洞疼应助瓷穹采纳,获得10
6秒前
ding应助306采纳,获得10
8秒前
9秒前
liguyi发布了新的文献求助10
10秒前
nbbyysnbb发布了新的文献求助10
10秒前
缓冲中发布了新的文献求助10
11秒前
Doc_d完成签到,获得积分10
11秒前
粥粥完成签到,获得积分10
11秒前
一只幸运小羊完成签到 ,获得积分10
11秒前
疯狂大泡芙完成签到,获得积分10
12秒前
田様应助Ttttt采纳,获得10
13秒前
Vivifang完成签到,获得积分10
13秒前
梵强斯发布了新的文献求助10
13秒前
BSENG发布了新的文献求助10
14秒前
Codd完成签到,获得积分10
14秒前
丘比特应助柯善鹏采纳,获得10
14秒前
16秒前
Gaopkid发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
17秒前
大力的灵雁应助rainy采纳,获得10
19秒前
20秒前
孤央发布了新的文献求助10
21秒前
DDDD发布了新的文献求助30
21秒前
传奇3应助肥波采纳,获得10
21秒前
核桃发布了新的文献求助10
21秒前
hmy完成签到,获得积分20
22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
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Pulse width control of a 3-phase inverter with non sinusoidal phase voltages 777
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Research Methods for Applied Linguistics: A Practical Guide 600
Research Methods for Applied Linguistics 500
Chemistry and Physics of Carbon Volume 15 500
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6407116
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8226271
关于积分的说明 17446608
捐赠科研通 5459822
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2885099
邀请新用户注册赠送积分活动 1861478
关于科研通互助平台的介绍 1701802