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利用雙-電子氧還原電化學生成過氧化氫（H₂O₂）提供了一種綠色方法，以減輕目前對能源密集型蒽醌工藝的依賴，并有望實際應用。然而，在堿性環境中，H₂O₂不穩定并且會快速分解。在酸性電解質中制備H₂O₂可以防止其分解，但活性、穩定和選擇性的電催化劑的選擇受到很大限制。

基于此，中國科學技術大學俞書宏院士和高敏銳教授（共同通訊作者）等人報道了一種過渡金屬二硫化物納米結構，即用幾層黑磷（BP）納米片功能化二硒化鈷納米帶（CoSe₂ NBs），可以實現在扶手椅方向的快速電子轉移，從而在酸性電解質中高選擇性和高效的催化O₂轉化為H₂O₂。

實驗測試發現，所制備的BP/CoSe₂復合催化劑表現出極早的0.68 V vs. RHE起始電壓，接近Nernstian電位（U_O2/H2O2⁰=0.7 V）。在0.4 V vs. RHE下，該BP/CoSe₂催化劑對H₂O₂產物實現了91%的法拉第效率（FE）。

此外，BP/CoSe₂催化劑可以在酸性電解質的流動電池反應器中以1530 mg L^-1 h^-1 cm^-2的穩定、高產率將O₂轉化為H₂O₂。光譜學和密度泛函理論（DFT）計算研究共同揭示了BP誘導的CoSe₂中的表面電荷重新分布，導致了有利的表面電子結構，從而削弱了HOO*吸附，進而增強了形成H₂O₂的動力學。

Black Phosphorous Mediates Surface Charge Redistribution of CoSe₂ for Electrochemical H₂O₂ Production in Acidic Electrolytes. Adv. Mater., 2022, DOI: 10.1002/adma.202205414.

https://doi.org/10.1002/adma.202205414.

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?俞書宏/高敏銳AM：BP/CoSe2助力酸性電解質中電化學生成H2O2

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