川大郑保战/杜娟Chem. Eng. J.: 蜂窝状磷掺杂镍/碳用于氧还原二电子过程

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川大郑保战/杜娟Chem. Eng. J.: 蜂窝状磷掺杂镍/碳用于氧还原二电子过程

过氧化氢(H2O2)作为一种环境友好的氧化剂和最重要的化学品之一，在环境修复、化工和医疗行业、可再生能源转化等方面发挥着至关重要的作用，而电化学氧还原作为可连续合成H2O2的方法，可作为最好的选择之一。但是探索基于双电子氧还原反应(2e– ORR)生产H2O2的高效电催化剂仍然是一个挑战。
川大郑保战/杜娟Chem. Eng. J.: 蜂窝状磷掺杂镍/碳用于氧还原二电子过程
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基于此，四川大学郑保战和杜娟等通过NaCl模板辅助策略设计并合成了3D互连的P掺杂镍/多孔碳材料(P-Ni/MC)。互连的大孔/中孔/微孔结构增加了催化剂的比表面积，具有更高的传质速率，磷化处理赋予催化剂无序的无定形状态，从而在催化剂表面诱导更多的活性位点，从而提高其电催化2e–氧还原性能。
川大郑保战/杜娟Chem. Eng. J.: 蜂窝状磷掺杂镍/碳用于氧还原二电子过程
在0.1 M KOH电解质中，可产生4.40 mol h-1gcat-1的H2O2。具有超过98%的H2O2选择性以及良好的电化学耐久性，比未磷化的Ni/MC活性高3倍(1.46 mol h-1gcat-1)。
同时，该催化剂也可以通过有效的芬顿过程用于MB降解，表明其在环境中的潜在应用。该策略通过磷化调节其结晶度，为开发高效的2e– ORR碳基催化剂开辟了道路。
Honeycomb-Like Phosphorus Doped Nickel/Carbon: a Highly Efficient Electrocatalyst for Oxygen Reduction to H2O2. Chemical Engineering Journal, 2021. DOI:10.1016/j.cej.2021.133651

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