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通過2電子還原O₂反應(yīng)電催化制備H₂O₂具有替代傳統(tǒng)高耗能蒽醌催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)的前景。但是如何設(shè)計價格合理并且具有優(yōu)異催化活性和選擇性的電催化合成H₂O₂催化劑具有非常大的挑戰(zhàn)，尤其是在工業(yè)級電流密度和中性電解液。

有鑒于此，南京工業(yè)大學(xué)王軍、周瑜等制備擔(dān)載于活性碳基底的羰基化BN/石墨烯異質(zhì)結(jié)催化劑，這種異質(zhì)結(jié)能夠在表面氧官能團與B,N摻雜耦合，催化劑表現(xiàn)了優(yōu)異的電催化合成H₂O₂性能。

本文要點：

（1）

在電流密度為100 mA cm^-2，優(yōu)化的催化劑2e^- ORR選擇性達(dá)到>95 %，H₂O₂產(chǎn)量達(dá)到13.4 mmol g^-1 h^-1，法拉第效率>95 %，生成的H₂O₂濃度能夠達(dá)到2.1 wt %。

（2）

通過原位Raman和理論計算的結(jié)合，發(fā)現(xiàn)羰基化修飾的BN/G催化劑有助于O₂分子吸附，而且能夠穩(wěn)定OOH*和HOOH*物種，因此關(guān)鍵的催化位點上釋放HOOH*步驟的能壘得以降低，改善2e^- ORR催化活性。通過電催化合成H₂O₂能夠快速降解染料分子，說明該電催化體系廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

Zhixin Song, Xiao Chi, Shu Dong, Biao Meng, Xiaojiang Yu, Xiaoling Liu, Yu Zhou, Jun Wang, Carboxylated Hexagonal Boron Nitride/Graphene Configuration for Electrosynthesis of High‐Concentration Neutral Hydrogen Peroxide, Angew. Chem. Int. Ed. 2023

DOI: 10.1002/anie.202317267

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.202317267