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        電合成高濃度中性過氧化氫的羧基化六方氮化硼/石墨烯構型

        電合成高濃度中性過氧化氫的羧基化六方氮化硼/石墨烯構型

        • 分類:新聞資訊
        • 作者:
        • 來源:
        • 發布時間:2024-01-05
        • 訪問量:

        【概要描述】 南京工業大學王軍團隊報道了電合成高濃度中性過氧化氫的羧基化六方氮化硼/石墨烯構型。相關研究成果于2023年12月29日發表在《德國應用化學》。

        電合成高濃度中性過氧化氫的羧基化六方氮化硼/石墨烯構型

        【概要描述】 南京工業大學王軍團隊報道了電合成高濃度中性過氧化氫的羧基化六方氮化硼/石墨烯構型。相關研究成果于2023年12月29日發表在《德國應用化學》。

        • 分類:新聞資訊
        • 作者:
        • 來源:
        • 發布時間:2024-01-05
        • 訪問量:

             南京工業大學王軍團隊報道了電合成高濃度中性過氧化氫的羧基化六方氮化硼/石墨烯構型。相關研究成果于2023年12月29日發表在《德國應用化學》。

          通過雙電子(2e-)氧(O2)還原反應(ORR)電合成過氧化氫(H2O2)在取代傳統能源密集型蒽醌工藝方面具有巨大潛力,但低成本、高活性和選擇性催化劑的設計對于在工業相關電流密度下長期生產H2O2具有很大的挑戰性,尤其是在中性電解質下。

          為了解決這個問題,研究人員通過B,N共摻雜與表面氧基團功能化的耦合,在商業活性炭上構建了羧化六方氮化硼/石墨烯(h-BN/G)異質結。最優催化劑具有高的2e-ORR選擇性(>95%)、產率(高達13.4 mol g-1 h-1)和法拉第效率(FE,>95%)。在100mA cm-2的高電流密度下長期產生H2O2導致累積濃度高達2.1 wt.%。

          原位拉曼光譜和理論計算的結合表明,羧化的h-BN/G構型促進了O2的吸附和關鍵中間體(OOH*和HOOH*)的穩定,能夠使低能量勢壘用于活性位點釋放HOOH*的速率決定步驟,從而提高2e-ORR性能。利用這種電化學合成的H2O2快速降解染料,進一步說明了其有前景的實際應用。

         

        附:英文原文

        Title: Carboxylated Hexagonal Boron Nitride/Graphene Configuration for Electrosynthesis of High-Concentration Neutral Hydrogen Peroxide

        Author: Zhixin Song, Xiao Chi, Shu Dong, Biao Meng, Xiaojiang Yu, Xiaoling Liu, Yu Zhou, Jun Wang

        Issue&Volume: 2023-12-29

        Abstract: The electrosynthesis of hydrogen peroxide (H2O2) via two-electron (2e-) oxygen (O2) reduction reaction (ORR) has great potential to replace the traditional energy-intensive anthraquinone process, but the design of low-cost and highly active and selective catalysts is greatly challenging for the long-term H2O2 production under industrial relevant current density, especially under neutral electrolytes. To address this issue, this work constructed a carboxylated hexagonal boron nitride/graphene (h-BN/G) heterojunction on the commercial activated carbon through the coupling of B, N co-doping with surface oxygen groups functionalization. The champion catalyst exhibited a high 2e- ORR selectivity (>95%), production rate (up to 13.4 mol g-1 h-1), and Faradaic efficiency (FE, >95%). The long-term H2O2 production under the high current density of 100 mA cm-2 caused the cumulative concentration as high as 2.1 wt.%. The combination of in-situ Raman spectra and theoretical calculation indicated that the carboxylated h-BN/G configuration promotes the adsorption of O2 and the stabilization of the key intermediates (OOH* and HOOH*), allowing a low energy barrier for the rate-determining step of HOOH* release from the active site, and thus improving the 2e- ORR performance. The fast dye degradation by using this electrochemical synthesized H2O2 further illustrated the promising practical application.

        DOI: 10.1002/anie.202317267

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

         

        信息來源:小柯機器人

        石墨烯

        石墨烯 | Graphenea現可供應8英寸晶圓

        Graphenea 很高興地宣布,它現在在8英寸(200 毫米)晶圓上提供石墨烯薄膜。石墨烯薄膜將在該公司的標準基板90nm SiO2/Si 上提供,并且可以選擇向客戶自己的基板提供定制轉移服務. 就像 Graphenea 的所有其他CVD石墨烯產品一樣,這些薄膜是在ISO 7級潔凈室中生產和傳輸的。
        2024-03-01
        科技日報

        科技日報 | 首次人體受控臨床試驗證實——石墨烯納米材料可安全開發

        首次人體嚴格受控暴露臨床試驗顯示,吸入特定類型的石墨烯不會對肺或心血管功能產生短期不良影響。這意味著石墨烯這種納米材料可以安全地進一步開發,而不會對人類健康造成重大風險。相關論文發表在16日《自然·納米材料》雜志上?! ?/article>
        2024-02-23
        石墨烯取代沙子

        石墨烯取代沙子 制造更輕、更堅固的混凝土

        當你想到我們即將耗盡的資源時,沙子可能并不在你的清單上,但事實上我們對混凝土的需求量很大,可用的沙子也并不多。萊斯大學的科學家們現在已經證明,用石墨烯代替沙子不僅可以節省沙子,還能使混凝土更輕、更堅固、更耐用。
        2024-02-02

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