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開發(fā)能夠兼容海水的電化學制備H₂O₂技術(shù)是利用海岸區(qū)域資源利用的先進技術(shù)。但是如何設計高效且穩(wěn)定的非貴金屬催化劑用于2e^- ORR仍然是個巨大挑戰(zhàn)，這是因為海水中存在腐蝕性Cl^-離子。

有鑒于此，合肥工業(yè)大學呂珺教授、沈王強、海南大學/華中科技大學張建教授、華中科技大學盧興教授等首次報道了新型氮/氧原子自摻雜的缺陷豐富納米碳催化劑，記作NO-DC₇₀₀。

本文要點：

（1）

這種催化劑是從絲素蛋白衍變得到，具有低毒性，而且價格便宜。NO-DC₇₀₀催化劑在電催化制備H₂O₂的性能高達4997 mg L^-1 h^-1，法拉第效率高達96.5 %。在20 h連續(xù)工作之后生成4.3 wt %的H₂O₂溶液，這是目前報道最高的中性天然電解液電催化性能。

（2）

理論計算表明NO-DC₇₀₀催化劑的優(yōu)異2e^- ORR性能來自石墨氮和C-OH之間的協(xié)同作用，能夠阻礙Cl^-吸附，促進OOH*吸附。和Fenton體系結(jié)合，能夠快速降解有機污染物，對海水中的藻類滅活，展示了沿海地區(qū)的富營養(yǎng)化和赤潮污染的能力。

這項工作展示了海水電催化合成H₂O₂的前景，為開發(fā)海洋能源提供機會。

參考文獻

Xinyu Wang, Wangqiang Shen, Chang Zhang, Yuzhong Huang, Jian Zhang, Jun Lv, Xing Lu, A Chlorine-Resistant Self-Doped Nanocarbon Catalyst for Boosting Hydrogen Peroxide Synthesis in Seawater, Angew. Chem. Int. Ed. 2024

DOI: 10.1002/anie.202419049

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.202419049