绕过传统的2电子ORR反应对于增强光催化合成H₂O₂非常重要，人们发现并提出通过利用氧化还原介导中间体的方式能够得到优异的光催化活性。有鉴于此，清华大学朱永法教授、江南大学董玉明教授报道聚酰亚胺气凝胶光催化剂用于H₂O₂，这种聚酰亚胺气凝胶含有光还原功能羰基官能团，实现优异的非牺牲性光催化制备H₂O₂性能。

本文要点

(1)

在光照射条件，光催化剂表面羰基官能团发生还原，形成阴离子自由基中间体。这种中间体物种被O₂氧化并且生成H₂O₂，随后重新产生羰基官能团。作者认为优异的光催化氧化还原性能是因为自由基阴离子，这种自由基阴离子中间体不仅促进氧吸附，而且降低O2还原生成H₂O₂的能垒。

(2)

当420±10 nm可见光的表观量子产率达到14.28 %，太阳能转变为化学能的效率达到0.92 %。作者搭建了面积0.5 m²的自支撑聚酰亚胺气凝胶材料，在太阳光照射6 h后生成的H₂O₂达到34.3 mmol m^-2。

参考文献

Chi, W., Dong, Y., Liu, B. et al. A photocatalytic redox cycle over a polyimide catalyst drives efficient solar-to-H₂O₂ conversion. Nat Commun 15, 5316 (2024).

DOI: 10.1038/s41467-024-49663-6

https://www.nature.com/articles/s41467-024-49663-6