H2O2作为一种高附加值化学品,在电子学、纺织、漂白、医学消毒、废水处理等领域具有广泛的应用。传统制备H2O2的方法包括蒽醌氧化和直接合成,但是这些方法都存在能耗高,毒性反应物和危险性等问题。目前研究者尝试通过光化学、电化学、光电化学合成等方法降低能量消耗和污染物。
有鉴于此,复旦大学李峰教授、吉林大学韩高峰教授、蔚山科学技术院Jong-Beom Baek教授等综述报道电化学合成H2O2中的2e- ORR反应。
讨论催化活性位点对O2吸附的影响,总结了调控位点增强H2O2选择性的策略。催化剂需要比较强的O2吸附能力引发反应,比较弱的*OOH吸附作用促进生成H2O2。这项综述同样总结了单原子催化剂、多金属催化剂,尤其是非贵金属氧化物(钙钛矿氧化物),由于钙钛矿氧化物具有丰富的结构,因此在2e- ORR电催化反应具有应用前景。
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讨论了LSPR效应增强催化活性的前景。从理论和实验角度讨论催化剂结构优化用于高效选择性合成H2O2,促进开发符合可持续可能商业化的2e- ORR。
参考文献
Yunfei Bu, Rong Ma, Yaobin Wang, Yunxia Zhao, Feng Li, Gao-Feng Han, Jong-Beom Baek, Metal-Based Oxygen Reduction Electrocatalysts for Efficient Hydrogen Peroxide Production, Adv. Mater. 2024
DOI: 10.1002/adma.202412670
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202412670