不含金属的碳材料具有价格便宜环境友好的优点，是具有前景的光催化剂和电催化剂。碳材料催化剂面临的关键挑战是鉴定活性位点，这是因为通常碳材料的晶化度较低，并且结构复杂。

有鉴于此，苏州大学康振辉教授、程涛教授、刘阳教授等报道发现共轭的双键碳官能团是非金属活性位点，能够高效率的O₂光还原制备H₂O₂。

本文要点

（1）

发现共轭双键能够通过“H₂O氧化-O₂还原”串联反应，高效率的制备H₂O₂。使用乙二胺四乙酸（ethylenediaminetetraacetic acid）作为原料，合成了不同的碳基光催化剂，并且分析这些碳基光催化剂的结构变化过程和机理。

（2）

在260 ℃~400 ℃的聚合反应过程中，发现形成N-乙基-2-哌嗪酮结构，从而在可见光催化反应中实现优异的H₂O₂产率（2884.7 μmol g^-1 h^-1）。通过一系列控制实验和理论计算，说明共轭的羰基双键是这种非金属光催化剂的关键活性位点。

参考文献

He, T., Tang, H., Wu, J. et al. A metal-free cascaded process for efficient H₂O₂ photoproduction using conjugated carbonyl sites. Nat Commun 15, 7833 (2024). 

DOI: 10.1038/s41467-024-52162-3

https://www.nature.com/articles/s41467-024-52162-3