Enhanced Electrocatalytic Hydrogen Peroxide Production via a CuWO4/WO3 Heterojunction with High Selectivity and Stability

电催化剂 过氧化氢 催化作用 材料科学 无机化学 选择性 化学工程 光化学 电化学 化学 有机化学 物理化学 电极 工程类
作者
Yu Liu,Hongxiao Liu,Junning Qian,Jian Luan,Yongbiao Mu,Cailin Xiao,Qing Zhang,Su Shiung Lam,Wenjia Li,Lin Zeng
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
标识
DOI:10.1021/acsami.4c19881
摘要

The electrocatalytic conversion of oxygen to hydrogen peroxide offers a promising pathway for sustainable energy production. However, the development of catalysts that are highly active, stable, and cost-effective for hydrogen peroxide synthesis remains a significant challenge. In this study, a novel polyacid–based metal–organic coordination compound (Cu–PW) was synthesized using a hydrothermal approach. Cu–PW served as a precursor to construct a composite electrocatalyst featuring a heterointerface between CuWO4 and WO3 (CuWO4/WO3) through pyrolysis. The CuWO4/WO3 heterojunction exhibits an impressive H2O2 selectivity of 91.84% at 0.5 V, marking a 19.65% improvement compared to the pristine Cu–PW. Furthermore, the CuWO4/WO3 catalyst demonstrates exceptional stability, maintaining continuous operation for 29 h. At 0.1 V, it delivers a hydrogen peroxide yield of 1537.8 mmol g–1 h–1, with a Faraday efficiency (FE) of 85%. Additionally, this catalyst effectively degrades methyl blue, achieving a 95% removal from an aqueous system within 30 min. Theoretical analysis further corroborates the high electroactivity of CuWO4/WO3 heterojunction structure. The Cu–O–W bridge formed during the reaction facilitates interfacial electron transport and enhances the role of the W–O bond in proton adsorption and transfer kinetics. This strong interfacial coupling in CuWO4/WO3 promotes electron transfer and the formation of *OOH intermediates, thereby favoring hydrogen peroxide generation. Hence, the as-prepared CuWO4/WO3 demonstrates great potential as an efficient electrocatalyst for the green synthesis of hydrogen peroxide, exhibiting high efficiency as a two-electron oxygen reduction reaction catalyst. This work offers a new approach for fabricating CuWO4/WO3 electrocatalyst with high electroactivity and selectivity, paving the way for cost-effective and sustainable hydrogen peroxide production, significantly reducing reliance on the conventional anthraquinone process.
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

祝大家在新的一年里科研腾飞
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
yu完成签到,获得积分10
3秒前
CodeCraft应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
02完成签到,获得积分10
5秒前
仁爱的觅夏完成签到,获得积分10
9秒前
小学生学免疫完成签到 ,获得积分10
14秒前
CLTTTt完成签到,获得积分10
15秒前
学呀学完成签到 ,获得积分10
16秒前
嘻嘻完成签到,获得积分10
18秒前
chenamy完成签到,获得积分10
19秒前
米博士完成签到,获得积分10
20秒前
向日葵完成签到 ,获得积分10
23秒前
24秒前
goodsheep完成签到 ,获得积分10
25秒前
松柏完成签到 ,获得积分10
26秒前
Wen完成签到 ,获得积分10
27秒前
hhh2018687发布了新的文献求助10
36秒前
军军问问张完成签到,获得积分10
40秒前
kryptonite完成签到 ,获得积分10
42秒前
zhangjianzeng完成签到 ,获得积分10
44秒前
xch完成签到,获得积分20
45秒前
超帅从彤完成签到 ,获得积分10
49秒前
小玲子完成签到 ,获得积分10
50秒前
觞友沐夕完成签到 ,获得积分10
55秒前
amlzh应助Ju采纳,获得10
59秒前
WHY完成签到 ,获得积分10
1分钟前
36456657完成签到,获得积分0
1分钟前
气急败坏的卡尔王完成签到 ,获得积分10
1分钟前
叶子完成签到 ,获得积分10
1分钟前
小半完成签到,获得积分10
1分钟前
马洪明完成签到,获得积分10
1分钟前
JOJO完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Jessie完成签到,获得积分10
1分钟前
甜甜的以筠完成签到 ,获得积分10
1分钟前
满城烟沙完成签到 ,获得积分10
1分钟前
宛宛完成签到 ,获得积分10
1分钟前
菠萝包完成签到 ,获得积分10
1分钟前
纯情的远山完成签到,获得积分10
1分钟前
妇产科医生完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
俭朴的乐巧完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高分求助中
Востребованный временем 2500
The Three Stars Each: The Astrolabes and Related Texts 1500
Classics in Total Synthesis IV: New Targets, Strategies, Methods 1000
Les Mantodea de Guyane 800
Mantids of the euro-mediterranean area 700
The Oxford Handbook of Educational Psychology 600
有EBL数据库的大佬进 Matrix Mathematics 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 内科学 物理 纳米技术 计算机科学 遗传学 化学工程 基因 复合材料 免疫学 物理化学 细胞生物学 催化作用 病理
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3413420
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3015790
关于积分的说明 8871822
捐赠科研通 2703519
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1482342
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 685233
邀请新用户注册赠送积分活动 679970