华东师范大学,Nature Sustainability!
纳米人
2025-04-04 19:53
文章摘要
本文研究背景聚焦于海水中电催化二电子氧还原反应(2e⁻ ORR)为过氧化氢(H₂O₂)生产提供可持续途径的挑战,特别是高浓度Cl⁻离子和竞争性四电子氧还原反应(4e⁻ ORR)的影响。研究目的是开发一种高效且长期稳定的海水电催化剂,以解决现有技术的不足。研究结论表明,基于NiPS₃纳米片的电催化剂表现出约98%的2e⁻ ORR选择性,H₂O₂产率达6.0 mol gcat⁻¹ h⁻¹,并在模拟海水环境中稳定运行超过1000小时。其优异性能源于S²⁻、Ni²⁺和P⁴⁺位点的协同作用,有效排斥Cl⁻离子并优化反应中间体的结合强度。此外,该催化剂在实际应用中表现出多功能性,包括固态H₂O₂合成、生物质氧化和杀菌消毒,且与光伏系统集成后实现了太阳能驱动的H₂O₂生产。
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