硕士生谢乐萍、博士后梁彩虹和郭华章老师合作文章“N-B-O-Crosslinker-Induced Mechanochemical Conversion of Carbon Phase Unlocks Efficient Hydrogen Peroxide Electrosynthesis”被《Chinese Chemical Letcters》(中科院1区,IF=8.9)接收发表!

通过水热球磨串联策略将 0D 氮掺杂碳量子点转化为 N、B、O 共掺杂的 2D 碳纳米片,其优化后的 CN-B-3 催化剂在 H2O2电化学合成中展现优异性能与稳定性,结合密度泛函理论计算揭示材料形成关键及催化优势,为相关碳材料转化与 H2O2电合成提供了新路径。

(1) 采用水热球磨串联策略,将氮掺杂碳量子点(N-CQD)通过机械化学交联转化为 N、B、O 共掺杂的碳纳米片,成功实现 0D CQD 到 2D 碳纳米片的转化。
(2) 优化后的 CN-B-3 催化剂在 H2O2电化学合成中表现突出,0.68 V(vs RHE)时选择性达98.4%, 兼具低塔菲尔斜率与高环电流密
度。在流式和固态电解质电池中表现出出色的长期稳定性,持续时间达 50 小时,最高可产生213 mmol/L 的H2O2。
(3) DFT计算表明,由两个 -OH 基团脱水形成的共价键(BO2HN-、B(OH)2-PyN- 和 B(OH)-PyN-)是纳米片形成的关键因素。碳环上氮原子与硼原子之间的连接比硼-吡啶氮连接更有利于 H2O2 的生成。本研究为将0D CQD转化为2D碳纳米片铺平了道路,并强调了N-B-O连接剂在可持续H2O2电合成中的催化作用。
文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S100184172501112X