B,N共掺杂碳催化剂

宽电位窗近全选择性

相邻B-N对形成推拉电子耦合，将活性碳的p带中心调至*OOH吸附的“黄金区”，实现宽电位窗下的近100% H₂O₂选择性。

Weitong, Wang · Yongdong, Tang · Xiaozhe, Liu · Bei, An · He, Huijie · Meijing, Cao · Rongzhe, Zhao · Yaxuan, Chen · 于晓婧 · YANG, Sheng-chun · 77982166 · 王斌

Chemical Engineering Journal 2026

具体参数

H₂O₂选择性

99 %

H-cell产率

788 mmol g_cat⁻¹ h⁻¹

法拉第效率

80 %

电流密度

250 mA cm⁻²

运行时间

14 h

技术优势

宽电位窗高选择性

相邻B-N对的推拉耦合将活性碳p带中心上移至理论预测的“黄金区”，从而在0.20–0.70 V宽电位窗内维持99%选择性。

产率显著提升

H-cell中产率达到788 mmol g_cat⁻¹ h⁻¹，得益于优化的*OOH吸附能促进了2e⁻路径。

流动池稳定性好

流动池中250 mA cm⁻²下运行14小时，法拉第效率保持在80%以上，表明催化剂在大电流下稳定。

成本低可规模化

通过成本低廉的热解方法合成，为高效环保的H₂O₂生产提供了可扩展策略。

应用场景

• 双氧水生产：替代高能耗蒽醌法，在温和条件下高效生产双氧水。
• 碳基电催化剂：提供通过p带中心调控设计高性能碳催化剂的新思路。
• 2e⁻氧还原反应：为两电子氧还原路径提供了高选择性的催化剂。