Single-atom CoN4 sites with elongated bonding induced by phosphorus doping for efficient H2O2 electrosynthesis

电合成 催化作用 选择性 杂原子 兴奋剂 电解质 材料科学 金属 可逆氢电极 化学 无机化学 电化学 光电子学 物理化学 工作电极 有机化学 电极 戒指(化学)
作者
Jingjing Liu,Zengxi Wei,Zhichao Gong,Minmin Yan,Yongfeng Hu,Shuangliang Zhao,Gonglan Ye,Huilong Fei
出处
期刊:Applied Catalysis B-environmental [Elsevier]
卷期号:324: 122267-122267 被引量:112
标识
DOI:10.1016/j.apcatb.2022.122267
摘要

Modification of the microenvironment of metal- and nitrogen-coordinated nanocarbons (M-N-Cs) is critical in regulating their electronic structure and thus catalytic selectivity toward the oxygen reduction reaction (ORR). Introducing heteroatoms into the carbon matrix of M-N-Cs could affect the coordination configuration and charge density of the metal centers, but it has rarely been applied to improve the ORR selectivity for H2O2 electrosynthesis. Here we show that doping phosphorus (P) atoms into the carbon substrate of a Co-N-C catalyst lengthens the Co−N bond, decreases the electron density of the Co, and weakens the adsorption strength of the key *OOH intermediate on the active sites, as demonstrated by both experimental and theoretical results. Consequently, this P-doped Co-N-C catalyst presents outstanding catalytic performance toward the 2e− ORR with an early onset potential of 0.81 V (vs. the reversible hydrogen electrode), exceptional H2O2 selectivity above 90% in a wide potential range from 0.1 V to 0.7 V (maximum value of ∼ 97% at 0.5 V) and a large turnover frequency (2.36 ± 0.15 s−1 at 0.65 V) in alkaline electrolyte, superior to almost all previously reported counterparts. Moreover, an unprecedented H2O2 production rate up to 11.2 molH2o2gcatalyst−1h−1 with long-term durability (110 h) is obtained when the catalyst is assessed as a gas diffusion layer in a practical flow cell.
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
281911480完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
寒冷的半兰完成签到,获得积分20
1秒前
1秒前
1秒前
xuwenjin发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
可爱的函函应助楚江南采纳,获得10
2秒前
Q7发布了新的文献求助10
2秒前
充电宝应助今天采纳,获得10
2秒前
挚友发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
成就灭龙发布了新的文献求助10
3秒前
芃123发布了新的文献求助10
3秒前
小鱼儿完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
正直的冰棍完成签到,获得积分10
3秒前
乐乐应助健忘曼彤采纳,获得10
4秒前
stan完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
4秒前
Fine发布了新的文献求助10
5秒前
mosaic发布了新的文献求助10
5秒前
海鲜大餐爱好者完成签到,获得积分10
5秒前
dilili完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
文鸯发布了新的文献求助20
6秒前
lcy发布了新的文献求助10
6秒前
搜集达人应助可靠的南露采纳,获得10
6秒前
王子殿下完成签到,获得积分10
6秒前
Tao发布了新的文献求助10
6秒前
liuliuliu完成签到,获得积分10
7秒前
威武好吐司完成签到 ,获得积分10
7秒前
李爱国应助尹绿蓉采纳,获得10
8秒前
dl发布了新的文献求助10
8秒前
慕青应助年轻寒蕾采纳,获得10
8秒前
润润轩轩发布了新的文献求助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 5000
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 3000
First commercial application of ELCRES™ HTV150A film in Nichicon capacitors for AC-DC inverters: SABIC at PCIM Europe 1000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Digital and Social Media Marketing 600
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 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5992205
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7441952
关于积分的说明 16065006
捐赠科研通 5134084
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2753763
邀请新用户注册赠送积分活动 1726606
关于科研通互助平台的介绍 1628468