研究概述電化學氧還原反應(2e–?ORR)為過氧化氫(H2O2)的生產提供了一個有前景的方法,但開發高活性、選擇性和穩定性的電催化劑仍然是一個挑戰。基于此,2024年10月22日,蘇州大學陳子亮副教授/康振輝教授、德國柏林工業大學Prashanth W. Menezes在國際期刊Advanced Functional Materials發表題為《Phase Reconstruction-Directed Synthesis of Oxalate-Functionalized Nickel Hydroxide Electrocatalyst for High-Yield H2O2 Generation at Industrial Currents》的研究論文。在此,研究人員提出了一種相重構策略,通過在堿性介質中草酸鎳的自解離來合成草酸吸附的氫氧化鎳電催化劑(Ni(OH)2-C2O4),從而在較高的電流密度下顯著提高了H2O2產率。值得注意的是,Ni(OH)2-C2O4在0.1 M KOH中,在寬電壓范圍(0.0至0.5 V vs RHE)內表現出超過93%的2e?選擇性,超越了原始的Ni(OH)2。當作為液流電池中的氣體擴散電極時,Ni(OH)2-C2O4催化劑能在200 mA cm-2的電流密度下穩定運行50小時,法拉第效率超過90%,H2O2的產率峰值為6.2 mol g-1cat h-1。全面的先進表征,包括原位拉曼光譜、瞬態光電壓譜和瞬態電位掃描譜,結合ORR后分析,揭示了Ni(OH)2表面吸附的草酸基團通過誘導電荷捕獲效應和形成氫鍵網絡,增強了活性Ni位點與反應物之間的界面反應動力學,促進了穩定且高產的H2O2生產。 圖文解讀圖1:Ni(OH)2-C2O4的合成與結構表征圖2:Ni(OH)2-C2O4的電化學性能測試圖3:Ni(OH)2-C2O4在ORR中的原位光譜分析和反應機理研究文獻信息Phase Reconstruction-Directed Synthesis of Oxalate-Functionalized Nickel Hydroxide Electrocatalyst for High-Yield H2O2 Generation at Industrial Currents,?Advanced Functional Materials,?2024.?