전이 금속 단일 원자 조정에서 과산화수소로의 고도로 선택적인 산소 환원

전통적인 4e-에서 물로의 경로 대신 2e- 경로로 과산화수소(H2O2)로의 전기화학적 산소 환원을 전환하는 것은 H2O2 생성의 친환경적인 방법으로 점점 더 중요해지고 있습니다. 여기에서는 탄소 나노튜브의 다양한 전이 금속 단일 원자 조정에서 산소 환원 경로를 유연하게 조절하여, 0.1 M KOH에서 가역 수소 전극에 대해 0.822 V라는 전례 없는 시작 전압으로 0.1 mA cm-2의 H2O2 전류를 생성하는 효율적인 H2O2 촉매로 Fe-C-O를 발견하였으며, 알칼리성 및 중성 pH 모두에서 95% 이상의 높은 H2O2 선택성을 보였습니다. 서로 다른 금속 중심이나 인접한 비금속 조정을 통해 2e-/4e- 산소 환원 반응 경로의 광범위한 조정이 달성되었습니다. 밀도 함수 이론 계산 결과, 잘 알려진 Fe-C-N과는 대조적으로 Fe-C-O 모티프가 H2O2 경로에 책임이 있음을 나타냅니다. 이 철 단일 원자 촉매는 대표적인 응용으로 효과적인 수돗물 소독을 시연하였습니다.