来源：中国科学杂志社
目前，超过99%的H2O2都是通过高能耗、有污染的蒽醌氧化途径生产的。近年来，通过二电子路径还原氧气（2e-ORR）来生产H2O2的方法受到关注，但是，该途径的现有催化剂或者成本较高（贵金属催化剂），或者只适用于碱性条件（H2O2在碱性条件下不稳定）。因此，在酸性条件下具有高活性和高选择性的2e-ORR非贵金属催化剂仍然有待开发。
最近，苏州大学李彦光教授与中国科学院大学周武教授、南京师范大学李亚飞教授合作，发现液相剥离的碲化钼（MoTe2）纳米片可以作为酸性电解液中的高效2e-ORR催化剂，并揭示了其高活性、高选择性的关键：MoTe2纳米片的锯齿形（zigzag）边缘对反应中间体HOO*的吸附较强，对O*的吸附较弱。相关成果发表于《国家科学评论》（National Science Review，NSR）。
制备方法
MoTe2纳米片是通过液相剥离法，自上而下制备而成的。XRD和Raman结果表明，剥离得到的MoTe2纳米片属于六方2H相。SEM、TEM图片证明了MoTe2纳米片的成功剥离，TEM统计数据结果显示，纳米片大小在50-350 nm之间，平均尺寸是143 nm。高分辨球差电镜观察到了2H相MoTe2纳米片特有的蜂窝状原子排布图案和暴露的锯齿形边缘。
MoTe2纳米片的SEM图
催化性能
在氧气饱和的0.5 M H2SO4电解液中，MoTe2纳米片与石墨烯纳米片复合之后，展现出了较正的起偏电势(0.56 V vs. RHE)和突出的H2O2选择性(最高可达93%)，其质量活性(27 A g-1 at 0.4 V)也仅次于目前文献中最好的Pt-Hg和Pd-Hg合金，高于Au基合金和N掺杂的碳材料。
MoTe2纳米片与Pt/Pd-Hg合金及Au基合金的质量活性比较
此外，加速老化测试实验表明，在经历5000个循环后，MoTe2纳米片的活性和选择性没有发生明显的衰减；在过夜老化后也仅有轻微的活性衰减，而没有明显的选择性衰减，这些实验都证明，MoTe2纳米片具有良好的催化稳定性。
初始及加速循环一定圈数后的MoTe2纳米片的极化曲线、环电流曲线和选择性
催化原理
理论计算指出，MoTe2纳米片的锯齿形边缘对反应中间体HOO*适宜的吸附能确保了优异的2e-ORR催化活性，而对O*较弱的吸附能不利于O*的深度还原，确保了对于H2O2的高选择性。由各种材料对关键反应中间体的吸附能数据绘制而成的二维热度图显示，PtHg4具有最好的活性和选择性，紧随其后的是MoTe2纳米片，而MoS2、MoSe2纳米片和Pt/C等则远离了2e-ORR的高活性高选择性区域。上述结果表明，具有锯齿形边缘的MoTe2纳米片在2e-ORR中表现出了高活性、高选择性和良好的稳定性，为发展酸性电解液中的2e-ORR非贵金属催化剂提供了新的思路和新的选择。
文章信息：
Selective electrochemical production of hydrogen peroxide at zigzag edges of exfoliated molybdenum telluride nanoflakes
来源：scichina1950 中国科学杂志社
原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA3MzQ5MzQyNA==&mid=2656804005&idx=1&sn=47a2c6e28b34929522836f40400e025a&chksm=84a1027ab3d68b6c6f5e2596e109ba8c526b65492fd091566238b2b371e02f0a5fc726566107#rd
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