电化学氧还原反应(ORR)通过二电子途径为现场产生过氧化氢(H2O2)提供了一条绿色路径。目前急需开发高选择性的制备H2O2的电催化剂。
鉴于此,课题组通过简单物理混合成功合成了一种m-Bi2O3/Ta2O5(其中m表示“Bi”的质量含量)电催化剂,对H2O2具有卓越的选择性(94.7%),比Ta2O5(80.9%)和Bi2O3(81.7%)高10%以上。10-Bi2O3/Ta2O5也展示了471 mmol/(g cat·h)的H2O2产量和91.8%的法拉第效率。原位生成的H2O2可以作为消毒剂,能够在30分钟内有效灭活模拟细菌(如铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌)。原位拉曼和DFT提出了Bi2O3和Ta2O5在提高2e ORR性能方面的协同效应。该工作不仅提出了一种高选择性的2e ORR电催化剂,而且从反应过程的角度提供了新的电催化剂设计思路。
该成果以“Synergistic effects of Bi2O3 and Ta2O5 for efficient electrochemical production of H2O2”为题,发表在《Applied Catalysis B: Environmental》上。