新型鎢單原子催化劑實現高效電合成過氧化氫

近期，莫納什大學張菲菲研究者在Advanced Functional Materials 期刊上發表了一篇關于製備新型鎢單原子催化劑（W1/NO-C）的論文。據悉，該催化劑有望在鹼性條件下以電化學氧還原的方式生産過氧化氫（H2O2），從而助力無機化合物的大規模環保型生産，也爲設計和開發兩電子氧還原的高性能電催化劑提供了新思路。

鎢單原子是一種典型的5d過渡金屬單原子催化劑，此前關于它的研究主要集中在析氫反應、氮還原反應、四電子氧還原反應和 Li-S 電池等電催化的應用，很少看到它用于電催化合成H2O2的報道。因此，下文將重點介紹的是張菲菲在W1/NO-C電合成過氧化氫方面的研究。

張菲菲采用簡單的配位聚合物-熱解方法，製備了一種錨定在多孔氧、氮摻雜的碳納米片上的新型鎢單原子催化劑，借此實現了氧還原高效電合成過氧化氫。

研究表明，這種催化劑具有獨特的兩個氧原子和一個氮原子配位的局域結構，在0.1M KOH溶液中具有高起始電位，在寬電位範圍內具有較高的過氧化氫選擇性，幷且具有良好的穩定性。另外，在W1N1O2-C中，與氧相鄰的碳原子具有與HOO*中間體相結合的最佳結合能，是兩電子氧還原爲過氧化氫的主要活性位點。

總的來說，新型鎢單原子催化劑具有較高的原子利用效率、優异的電催化活性和選擇性，且與貴金屬單原子催化劑相比，價格也相對低廉。但是，該催化劑的合成目前還停留在實驗室階段, 如何實現大規模工業生産幷且在放大的器件中高效合成過氧化氫，是後續需要思考和研究的問題。

• < 前一頁
• 下一個 >