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設計并開發有效的2e^?轉移電催化劑(O₂+ 2H₂O+2e^?→H₂O₂+2OH^?)為H₂O₂的生產開辟了新的途徑。一般來說，H₂O₂的選擇性形成取決于在ORR過程中維持O-O鍵的能力，從而防止OH^?的形成，這就要求目標催化劑具有特定的幾何結構。其中，在一個組裝體中利用惰性原子分離出4e^?ORR活性原子是選擇性產生H₂O₂的有效策略。這是因為分離的活性位點有利于O₂的Pauling型吸附，這將實現O=O雙鍵的部分切割和單個O-O鍵的保留，從而在ORR過程中產生H₂O₂而不是H₂O/OH^?。但是，這一過程通常是復雜的，并且只產生少量的孤立中心。

近日，香港理工大學黃海濤課題組選擇鈮酸銀(AgNbO₃)作為模型材料來研究其在H₂O₂生產中的選擇性和活性，并證實了具有由角共享的BO₆八面體包圍的A位陽離子和兩個相鄰的A位原子的長分離結構的鈣鈦礦可以用作平臺來構建隔離的活性位點用于堿性H₂O₂的產生。與目前流行的分離活性中心策略(如納米合金和SAC)相比，所研究的AgNbO₃催化劑不僅具有通過2e^–ORR路線生產H₂O₂良好的活性和選擇性，而且具有合成簡便和規模化生產的優點。

此外，原位SEM和原位TEM表征揭示了表面Ag物種演化(Ag NPs與孤立Ag位點)與ORR路線之間的相關性：與表面含有稀Ag NPs的AgNbO₃相比，表面含有致密Ag NPs的AgNbO₃具有更高的4e^–ORR活性和更低的2e^–ORR選擇性；含有新鮮表面的AgNbO₃表現出更接近于純2e^–轉移路徑的ORR行為。

研究人員在流動池中評估了AgNbO₃在1.0 M KOH溶液中和高電流下的H₂O₂產生性能(在250 mA的固定電流下反應72 h，每24 h為一個周期)。在前12小時，H₂O₂的濃度隨著時間的延長線性增加，H₂O₂生成速率為0.085 mol L^-1 h^-1；隨后的12 h，H₂O₂的生成速率下降到0.083 mol L^-1 h^-1，而H₂O₂的法拉第效率在前12 h為91.12%，最后12 h為89.78%。

值得注意的是，在長期穩定性測試后AgNbO₃的結構保持良好，表明其具有優異的結構穩定性。總的來說，該項工作證實了將鈣鈦礦作為一個平臺來創造孤立的活性位點的可行性，為其在更多領域的潛在應用鋪平了道路。。

Isolated active sites in perovskite lattice for efficient production of hydrogen peroxide. Matter, 2024. DOI: 10.1016/j.matt.2024.04.015

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港理工Matter：鈣鈦礦晶格中隔離位點起大作用，促進電合成H2O2

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