亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Highly Efficient H2O2 Production via Two-Electron Electrochemical Oxygen Reduction over Fe-Doped CeO2

催化作用 电催化剂 电化学 无机化学 煅烧 材料科学 电解 兴奋剂 氧气 化学 电极 物理化学 生物化学 光电子学 有机化学 电解质
作者
Xueli Mei,Xueyang Zhao,Yaoyao Chen,Bangwei Deng,Qin Geng,Yali Cao,Yizhao Li,Fan Dong
出处
期刊:ACS Sustainable Chemistry & Engineering [American Chemical Society]
卷期号:11 (43): 15609-15619 被引量:18
标识
DOI:10.1021/acssuschemeng.3c04194
摘要

Electrochemical two-electron oxygen reduction reaction (2e-ORR) is regarded as a green replacement to traditional anthraquinone processes for the continuous on-site production of H2O2. Low-cost, highly selective, and active catalysts are needed for the process. In this work, we report that Fe-doped CeO2 (Fe-CeO2) can be used as an effective catalyst for the synthesis of H2O2, which exhibits high 2e-ORR performance relative to pristine CeO2. This is because the doping of the Fe leads to lattice distortion of CeO2 and further formation of many oxygen vacancies and Ce3+, which contributes to improving the activity of Fe–CeO2 electrocatalysts for 2e-ORR. It was found that the amount of Fe doping and temperature of heat treatment have an effect on the oxygen vacancies of Fe–CeO2, which in turn affects the performance of the 2e-ORR. The prepared catalyst (Fe–CeO2-3) showed optimal 2e-ORR performance when the molar ratio of ferric nitrate to cerium nitrate was 0.3 and the calcination temperature was 600 °C. The catalyst showed a selectivity of up to 97.7% for H2O2 at 0.38 V (vs RHE) in 0.1 M KOH solution, which is much superior to the pristine CeO2 (53%). Additionally, compared with original CeO2, the H2O2 yield of Fe–CeO2-3 electrocatalyst was greatly improved in the electrolysis process in an H-cell device, reaching 1.80 mol gcat–1 h–1 at 0.1 V (vs RHE) with a high Faraday efficiency of 94%. Density functional theory calculations demonstrate that Fe doped on CeO2 lowers free energy barrier for the formation of *OOH intermediate, thus facilitating H2O2 formation. Our work proposes a facile approach to develop effective nonnoble metal catalysts for electrochemical production of H2O2 by 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
烟花应助杨科采纳,获得10
9秒前
16秒前
月亮姥姥发布了新的文献求助10
16秒前
Akim应助科研通管家采纳,获得10
22秒前
zz发布了新的文献求助30
22秒前
Kao应助科研通管家采纳,获得10
22秒前
39秒前
月亮姥姥发布了新的文献求助10
41秒前
Kao应助BUG采纳,获得10
42秒前
42秒前
竹林皓月发布了新的文献求助10
46秒前
gszy1975完成签到,获得积分10
49秒前
sylar完成签到,获得积分10
57秒前
竹林皓月完成签到,获得积分10
59秒前
1分钟前
月亮姥姥发布了新的文献求助10
1分钟前
Kao应助BUG采纳,获得10
1分钟前
科研通AI2S应助点点采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
月亮姥姥发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
Kao应助BUG采纳,获得10
1分钟前
一个小胖子完成签到,获得积分10
1分钟前
谢大喵完成签到,获得积分10
2分钟前
月亮姥姥发布了新的文献求助30
2分钟前
2分钟前
2分钟前
2分钟前
2分钟前
Kao应助BUG采纳,获得10
2分钟前
月亮姥姥发布了新的文献求助10
2分钟前
Kao应助BUG采纳,获得10
2分钟前
乐乐应助杨科采纳,获得10
3分钟前
3分钟前
月亮姥姥发布了新的文献求助10
3分钟前
科研通AI2S应助BUG采纳,获得10
3分钟前
pinging完成签到,获得积分10
3分钟前
Ava应助杨科采纳,获得10
3分钟前
3分钟前
3分钟前
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
Cronologia da história de Macau 5000
Petrology and Plate Tectonics 800
Prompt Engineering for Clinicians: Harnessing AI in Everyday Medical Practice 600
Electrode Potentials 550
Handbook Of Synthetic Methodologies And Protocols Of Nanomaterials 500
Trees of tropical Asia : an illustrated guide to diversity 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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 光电子学 物理化学 电极 基因 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6986771
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8664577
关于积分的说明 18370178
捐赠科研通 6454140
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3095523
关于科研通互助平台的介绍 2154410
邀请新用户注册赠送积分活动 2071763