光催化合成H₂O₂是质子耦合电子转移（PCET）过程，光催化合成H₂O₂过程面临着光生电子转移和质子供应之间动力学不匹配的问题。

有鉴于此，吉林大学谢腾峰教授、汪大洋教授等报道为了解决这个问题，提出并设计了结构为TiO₂纳米粒子顶部修饰碳量子点，外部包覆聚多巴胺层的核壳结构纳米复合催化剂。

本文要点：

（1）

这种设计的核壳结构复合催化剂能够在pH 1-9的区间表现稳定的催化活性，在甲醇或者水中制备H₂O₂的速率分别达到18.14 mmol g^-1 h^-1或8.66 mmol g^-1 h^-1。

（2）

这种独特且具有pH容忍性的光催化剂创新性的使用碳量子点修饰在TiO₂核和聚多巴胺（PDA）壳之间，这种结构不仅能够用于存储质子缓冲局部酸性微环境，而且作为质子/电子双重促进剂，维持质子和光生电子转移的动力学实现匹配，因此能够在比较宽的pH区间通过2 e^-选择性还原O2制备H₂O₂。

参考文献

Linjia Li, Qijing Bu, Tao Lang, Rui Zhang, Youyu Pang, Yuling Zhang, Yanhong Lin, Dejun Wang, Tengfeng Xie, Dayang Wang, Leveraging Carbon Quantum Dot Spacers as Dual Proton/Electron Boosters to Upgrade TiO2@Polydopamine Photocatalysts for pH-resilient Conversion of O₂ into H₂O₂, Angew. Chem. Int. Ed. 2025

DOI: 10.1002/anie.202501357

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202501357