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​俞书宏/高敏锐AM：BP/CoSe2助力酸性电解质中电化学生成H2O2

时间：2022-09-19 来源： 浏览：

​俞书宏/高敏锐AM：BP/CoSe2助力酸性电解质中电化学生成H2O2

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利用双-电子氧还原电化学生成过氧化氢（H 2 O 2 ）提供了一种绿色方法，以减轻目前对能源密集型蒽醌工艺的依赖，并有望实际应用。然而，在碱性环境中，H 2 O 2 不稳定并且会快速分解。在酸性电解质中制备H 2 O 2 可以防止其分解，但活性、稳定和选择性的电催化剂的选择受到很大限制。
基于此， 中国科学技术大学俞书宏院士和高敏锐教授（共同通讯作者）等人 报道了一种过渡金属二硫化物纳米结构，即用几层黑磷（BP）纳米片功能化二硒化钴纳米带（CoSe 2 NBs），可以实现在扶手椅方向的快速电子转移，从而在酸性电解质中高选择性和高效的催化O 2 转化为H 2 O 2 。
实验测试发现，所制备的BP/CoSe 2 复合催化剂表现出极早的0.68 V vs. RHE起始电压，接近Nernstian电位（ U O2/H2O2 0 =0.7 V）。在0.4 V vs. RHE下，该BP/CoSe 2 催化剂对H 2 O 2 产物实现了91%的法拉第效率（FE）。
此外，BP/CoSe 2 催化剂可以在酸性电解质的流动电池反应器中以1530 mg L -1 h -1 cm -2 的稳定、高产率将O 2 转化为H 2 O 2 。光谱学和密度泛函理论（DFT）计算研究共同揭示了BP诱导的CoSe 2 中的表面电荷重新分布，导致了有利的表面电子结构，从而削弱了HOO*吸附，进而增强了形成H 2 O 2 的动力学。
Black Phosphorous Mediates Surface Charge Redistribution of CoSe 2 for Electrochemical H 2 O 2 Production in Acidic Electrolytes. Adv. Mater., 2022 , DOI: 10.1002/adma.202205414.
https://doi.org/10.1002/adma.202205414.
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