An Atomically Dispersed Mn-Photocatalyst for Generating Hydrogen Peroxide from Seawater via the Water Oxidation Reaction (WOR)

海水 化学 光催化 催化作用 过氧化氢 光化学 无机化学 化学工程 有机化学 海洋学 工程类 地质学
作者
Peng Ren,Tong Zhang,Noopur Jain,H. Y. Vincent Ching,Aleksander Jaworski,Giovanni Barcaro,Susanna Monti,Joaquín Silvestre‐Albero,Verónica Celorrio,Lata Chouhan,Anna Rokicińska,Elke Debroye,Piotr Kuśtrowski,Sabine Van Doorslaer,Sandra Van Aert,Sara Bals,Shoubhik Das
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:145 (30): 16584-16596 被引量:176
标识
DOI:10.1021/jacs.3c03785
摘要

In this work, we have fabricated an aryl amino-substituted graphitic carbon nitride (g-C3N4) catalyst with atomically dispersed Mn capable of generating hydrogen peroxide (H2O2) directly from seawater. This new catalyst exhibited excellent reactivity, obtaining up to 2230 μM H2O2 in 7 h from alkaline water and up to 1800 μM from seawater under identical conditions. More importantly, the catalyst was quickly recovered for subsequent reuse without appreciable loss in performance. Interestingly, unlike the usual two-electron oxygen reduction reaction pathway, the generation of H2O2 was through a less common two-electron water oxidation reaction (WOR) process in which both the direct and indirect WOR processes occurred; namely, photoinduced h+ directly oxidized H2O to H2O2 via a one-step 2e- WOR, and photoinduced h+ first oxidized a hydroxide (OH-) ion to generate a hydroxy radical (OH), and H2O2 was formed indirectly by the combination of two OH. We have characterized the material, at the catalytic sites, at the atomic level using electron paramagnetic resonance, X-ray absorption near edge structure, extended X-ray absorption fine structure, high-resolution transmission electron microscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, magic-angle spinning solid-state NMR spectroscopy, and multiscale molecular modeling, combining classical reactive molecular dynamics simulations and quantum chemistry calculations.
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
慕青应助董卓小蛮腰采纳,获得10
1秒前
2秒前
科研通AI6应助wz采纳,获得10
3秒前
3秒前
香蕉觅云应助Lucien采纳,获得30
3秒前
3秒前
3秒前
4秒前
Xavier完成签到,获得积分20
4秒前
Criminology34应助海子采纳,获得10
4秒前
5秒前
大白菜完成签到,获得积分10
5秒前
再见一日完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
6秒前
DY完成签到,获得积分0
6秒前
6秒前
ting_jiang完成签到,获得积分10
7秒前
philipa完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
何安发布了新的文献求助10
8秒前
Orange应助松尐采纳,获得10
8秒前
ning完成签到,获得积分10
8秒前
majf发布了新的文献求助10
8秒前
沉默的行云完成签到,获得积分20
9秒前
strongfrog发布了新的文献求助10
9秒前
大模型应助12138采纳,获得10
10秒前
圆子发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
豆本豆发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
lucky完成签到,获得积分10
13秒前
Clara完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
烂漫铃铛发布了新的文献求助10
15秒前
无花果应助俏皮的冬云采纳,获得20
15秒前
chen完成签到 ,获得积分10
15秒前
花飞飞凡发布了新的文献求助10
15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
Basic And Clinical Science Course 2025-2026 3000
Encyclopedia of Agriculture and Food Systems Third Edition 2000
人脑智能与人工智能 1000
花の香りの秘密―遺伝子情報から機能性まで 800
Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, 3rd Edition 400
Pharmacology for Chemists: Drug Discovery in Context 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5608315
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4692918
关于积分的说明 14876115
捐赠科研通 4717325
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2544189
邀请新用户注册赠送积分活动 1509187
关于科研通互助平台的介绍 1472836