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Selective electrochemical production of hydrogen peroxide at zigzag edges of exfoliated molybdenum telluride nanoflakes

引用

National Science Review 2020年第8期7卷 1360-1366页

作者： Xuan Zhao Yu Wang Yunli Da Xinxia Wang Tingting Wang Mingquan Xu Xiaoyun He Wu Zhou Yafei Li Jonathan N.Coleman Yanguang Li Institute of Functional Nano and Soft Materials (FUNSOM) Jiangsu Key Laboratory for Carbon-Based Functional Materials and Devices Soochow University College of Chemistry and Materials Science Nanjing Normal University College of Material Science and Opto-Electronic Technology University of Chinese Academy of Sciences School of Physical Sciences and CAS Key Laboratory of Vacuum Sciences University of Chinese Academy of Sciences School of Physics CRANN and AMBER Centers Trinity College Dublin

The two-electron reduction of molecular oxygen represents an effective strategy to enable the green, mild and on-demand synthesis of hydrogen peroxide. Its practical viability, however, hinges on the development of advanced electrocatalysts, preferably composed of non-precious elements, to selectively expedite this reaction, particularly in acidic medium. Our study here introduces 2H-MoTe;for the first time as the efficient non-precious-metal-based electrocatalyst for the electrochemical production of hydrogen peroxide in acids. We show that exfoliated 2H-MoTe;nanoflakes have high activity(onset overpotential ～140 mV and large mass activity of 27 A g;at 0.4 V versus reversible hydrogen electrode), great selectivity（H;O;percentage up to 93%） and decent stability in 0.5 M H;SO;. Theoretical simulations evidence that the high activity and selectivity of 2H-MoTe;arise from the proper binding energies of HOO;and O;at its zigzag edges that jointly favor the two-electron reduction instead of the four-electron reduction of molecular oxygen.

关键词： hydrogen peroxide production non-precious-metal-based electrocatalyst molybdenum telluride liquid phase exfoliation zigzag edges

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