The Ratio of sp 2 and sp 3 Hybridized Carbon Determines the Performance of Carbon‐based Catalysts in H 2 O 2 Electrosynthesis from O 2

电合成 选择性 催化作用 碳纤维 化学 X射线光电子能谱 化学工程 电化学 电极 材料科学 有机化学 物理化学 复合数 工程类 复合材料
作者
Daoben Zhu,Hsiwen Wu,Wye‐Khay Fong,Rico F. Tabor,Jing Zhang
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:64 (16): e202500145-e202500145 被引量:18
标识
DOI:10.1002/anie.202500145
摘要

Abstract Introducing oxygen‐ or carbon‐containing functional groups is a widely adopted strategy to optimize the performance of carbon‐based catalysts for the two‐electron oxygen reduction reaction (2 e − ORR). Nevertheless, the specific contributions of these functional groups to enhance activity and selectivity are not well‐defined and continue under debate. In this study, we systematically modified carbon materials by controlling the contents of oxygen functional groups (OFGs) and carbon functional groups (CFGs). Surface compositions were accurately quantified using X‐ray photoelectron spectroscopy, and 2 e − ORR performance was evaluated using a rotating ring‐disk electrode (RRDE) in 0.1 M KOH. Through reliable statistical analyses, including partial least squares regression and linear regression, we explored the correlations between the surface compositional features – specifically the ratios of OFGs, CFGs, and sp 2 / sp 3 hybridized carbon – and the catalytic performance metrics such as onset potential and H 2 O 2 selectivity. Our findings challenge existing paradigms by demonstrating that the sp 2 / sp 3 ratio is a critical factor in determining catalytic selectivity and a certain correlate with the 2 e − ORR onset potential. By tuning this ratio, we achieved nearly 100 % H 2 O 2 selectivity within 0.4–0.6 V vs. RHE, and onset potential approached the thermodynamic potential (0.766 V vs. RHE for the O 2 /HO 2 ‐ process), pointing a new direction in designing and developing advanced electrocatalysts for sustainable H 2 O 2 synthesis.
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
刚刚
刚刚
情怀应助争取发二区采纳,获得10
1秒前
个性的紫菜应助zhaohepeng采纳,获得10
1秒前
songya完成签到,获得积分10
1秒前
忽忽发布了新的文献求助10
1秒前
Roderick完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
科研通AI6.1应助顺心夜阑采纳,获得10
2秒前
gwf971021完成签到,获得积分10
2秒前
zhiping完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
herschelwu完成签到,获得积分10
3秒前
bkagyin应助缓慢雅青采纳,获得10
3秒前
泡芙完成签到,获得积分10
3秒前
慕青应助林大富666采纳,获得10
3秒前
Kkxx发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
4秒前
ysl完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
5秒前
lizishu应助玉灵子采纳,获得10
5秒前
李爱国应助mjnrhw采纳,获得10
5秒前
夙杨发布了新的文献求助10
5秒前
lukawa发布了新的文献求助10
6秒前
Stsirywtbd完成签到,获得积分10
6秒前
加油完成签到 ,获得积分10
6秒前
英俊的铭应助小苗采纳,获得10
6秒前
俱乐部完成签到,获得积分10
6秒前
yy完成签到 ,获得积分10
6秒前
ysl发布了新的文献求助10
6秒前
lyh应助吉尼斯贝贝采纳,获得10
7秒前
smt关注了科研通微信公众号
7秒前
7秒前
lxl1996完成签到,获得积分10
7秒前
Tomice发布了新的文献求助100
8秒前
星辰大海应助好好学习采纳,获得10
8秒前
MchemG应助福老六采纳,获得10
8秒前
下载文章即可完成签到,获得积分10
9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
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 3000
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 1100
Signals, Systems, and Signal Processing 510
Discrete-Time Signals and Systems 510
Proceedings of the Fourth International Congress of Nematology, 8-13 June 2002, Tenerife, Spain 500
Le genre Cuphophyllus (Donk) st. nov 500
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 5938912
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7046779
关于积分的说明 15876274
捐赠科研通 5068909
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2726296
邀请新用户注册赠送积分活动 1684804
关于科研通互助平台的介绍 1612555