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Nd掺杂Bi4Ti3O12纳米片上氧还原生成过氧化氢的高催化选择性
The Journal of Physical Chemistry C ( IF 3.3 ) Pub Date : 2021-11-08 , DOI: 10.1021/acs.jpcc.1c08140 Ziwei Zhang 1, 2 , Qian Dong 3 , Ping Li 1, 2 , Shemsu Ligani Fereja 1, 2 , Jinhan Guo 1, 2 , Zhongying Fang 1, 2 , Xiaohui Zhang 1, 2 , Kaifan Liu 1, 2 , Zhiwu Chen 3 , Wei Chen 1, 2
The Journal of Physical Chemistry C ( IF 3.3 ) Pub Date : 2021-11-08 , DOI: 10.1021/acs.jpcc.1c08140 Ziwei Zhang 1, 2 , Qian Dong 3 , Ping Li 1, 2 , Shemsu Ligani Fereja 1, 2 , Jinhan Guo 1, 2 , Zhongying Fang 1, 2 , Xiaohui Zhang 1, 2 , Kaifan Liu 1, 2 , Zhiwu Chen 3 , Wei Chen 1, 2
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电化学双电子氧还原反应 (2e –1 ORR) 是可再生 H 2 O 2生成的有前途的途径,可作为蒽醌法的替代方法。由于传统四电子氧还原反应(4e -1 ORR)的激烈竞争,开发高效且高选择性的催化材料是一个非常有意义和具有挑战性的课题。在这里,我们合成了钛酸铋 (Bi 4 Ti 3 O 12 ) 纳米片作为一种新型电催化剂,用于从 2e –1 ORR生成H 2 O 2。Bi 4 Ti的结构3 O 12纳米片的特征在于高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)和X射线技术。电化学测量表明所得钛酸铋(Bi 4 Ti 3 O 12),尤其是钕(Nd)取代的Bi 4 Ti 3 O 12,对O 2对H 2 O 2具有较高的催化活性和选择性。对于由 Bi 4 Ti 3 O 12纳米片催化的 ORR ,83–89% H 2 O 2选择性可以在很宽的电位范围内实现,而 Nd 取代的 Bi 4 Ti 3 O 12纳米片提供了 93-95% 的更高选择性。此外,在两室 H 电池中,在 Nd 取代的 Bi 4 Ti 3 O 12催化1 小时的法拉第效率下,在 0.36 V 下可以实现H 2 O 2产量 208 mol kg cat –1 97.6%。高O 2 -to-H 2 O 2催化性能可归因于纳米片的大表面积和大量暴露的活性位点。
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更新日期:2021-11-18
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