近日,我院张佳楠教授团队在新型催化剂研究方面取得重要进展。研究成果“Enhanced Electron Delocalization Induced by Ferrom agnetic Sulfur doped C3N4 Triggers Selective H2O2 Production”发表在材料领域顶级期刊《Angewandte Chemie International Edition》上。我院博士研究生徐斯然、于跃为论文共同第一作者,张佳楠教授为论文通讯作者,郑州大学为论文唯一通讯单位。
过氧化氢(H2O2)是一种高效和环保的氧化剂,对化工和医疗行业都有重大贡献,全球年需求量高达约400万吨。然而,*OOH中间体的形成及其随后的质子化或解离分别是2e-或4e-途径ORR选择的主要决定因素。针对上述现象,张佳楠教授团队经过多年研究,在DFT筛选的指导下,结合电负性差异,建立了以ΔG*OOH为关键描述符的ORR直方图,筛选最优调控PCN的高过氧化氢选择性原子(即S)。制备了一种掺硫的富含缺陷的石墨氮化碳(S-Nv-C3N4)具有优异的电催化性能,为高效H2O2催化剂的合理设计提供了有效策略。通过理论计算和实验分析相结合,使人们对PCN的化学环境调控、反应机制和结构-性质关系有了一种新的原子级理解。
文章链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202407578
图 1. S-Nv-C3N4催化作用原理