Selective Oxidation of sp-Bonded Carbon in Graphdiyne/Carbon Nanotubes Heterostructures to Form Dominant Epoxy Groups for Two-Electron Oxygen Reduction

碳纳米管 环氧树脂 材料科学 碳纤维 氧气 异质结 电子 还原(数学) 氧还原反应 单壁纳米管的选择化学 纳米技术 光化学 化学工程 化学 复合材料 有机化学 电化学 碳纳米管的光学性质 纳米管 复合数 光电子学 物理化学 电极 物理 几何学 数学 量子力学 工程类
作者
Tiantian Lu,Mingzi Sun,Fengmei Wang,Shan Chen,Youzeng Li,Jialei Chen,Xuelong Liao,Xiaoting Sun,Ying Liu,Fei Wang,Bolong Huang,Huan Wang,Bolong Huang,Huan Wang
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:18 (23): 15035-15045 被引量:16
标识
DOI:10.1021/acsnano.4c01698
摘要

Two-electron oxygen reduction reaction (2e- ORR) is of great significance to H2O2 production and reversible nonalkaline Zn-air batteries (ZABs). Multiple oxygen-containing sp2-bonded nanocarbons have been developed as electrocatalysts for 2e- ORR, but they still suffer from poor activity and stability due to the limited and mixed active sites at the edges as well as hydrophilic character. Herein, graphdiyne (GDY) with rich sp-C bonds is studied for enhanced 2e- ORR. First, computational studies show that GDY has a favorable formation energy for producing five-membered epoxy ring-dominated groups, which is selective toward the 2e- ORR pathway. Then based on the difference in chemical activity of sp-C bonds in GDY and sp2-C bonds in CNTs, we experimentally achieved conductive and hydrophobic carbon nanotubes (CNTs) covering O-modified GDY (CNTs/GDY-O) through a mild oxidation treatment combined with an in situ CNTs growth approach. Consequently, the CNTs/GDY-O exhibits an average Faraday efficiency of 91.8% toward H2O2 production and record stability over 330 h in neutral media. As a cathode electrocatalyst, it greatly extends the lifetime of 2e- nonalkaline ZABs at both room and subzero temperatures.
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
杨德帅发布了新的文献求助10
刚刚
椰树椰汁发布了新的文献求助10
1秒前
连长发布了新的文献求助10
2秒前
CQ完成签到 ,获得积分10
2秒前
刘桑桑完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
Fortune完成签到,获得积分10
3秒前
执着念烟完成签到,获得积分10
3秒前
指南针发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
喂喂醒醒晚安了完成签到,获得积分10
6秒前
pluto应助冰美式不加糖采纳,获得10
6秒前
Fortune发布了新的文献求助10
7秒前
天天快乐应助xccc采纳,获得10
7秒前
8秒前
9秒前
9秒前
青葱之松完成签到,获得积分10
10秒前
浮游应助地啦啦啦采纳,获得10
10秒前
机智的弱发布了新的文献求助10
12秒前
lokiyyy发布了新的文献求助10
13秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
13秒前
999999发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
BYC发布了新的文献求助10
17秒前
大个应助xiankanyun采纳,获得10
17秒前
YUJIALING完成签到 ,获得积分10
17秒前
司忆发布了新的文献求助10
17秒前
张倩发布了新的文献求助10
18秒前
文欣妍完成签到,获得积分10
19秒前
SONG完成签到,获得积分10
20秒前
慕青应助AKA采纳,获得10
21秒前
23秒前
23秒前
SciGPT应助跳跃的小林采纳,获得10
23秒前
25秒前
SONG发布了新的文献求助10
27秒前
999999发布了新的文献求助10
28秒前
IU2021发布了新的文献求助10
29秒前
清秀冰岚完成签到,获得积分10
30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
2025-2031全球及中国金刚石触媒粉行业研究及十五五规划分析报告 9000
Encyclopedia of the Human Brain Second Edition 8000
Translanguaging in Action in English-Medium Classrooms: A Resource Book for Teachers 700
Real World Research, 5th Edition 680
Qualitative Data Analysis with NVivo By Jenine Beekhuyzen, Pat Bazeley · 2024 660
Superabsorbent Polymers 600
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 5680081
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4995956
关于积分的说明 15171678
捐赠科研通 4839887
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2593687
邀请新用户注册赠送积分活动 1546696
关于科研通互助平台的介绍 1504768