清华大学设计光催化剂实现太阳能到H2O2的高效转化

6月22日，清华大学的研究人员通过聚酰亚胺催化剂上的光催化氧化还原循环驱动高效的太阳能转化为H₂O₂，研究成果发表在《自然·通讯》（Nature Communications）杂志上。

绕过传统的双电子氧还原途径仍然是提高H₂O₂光合作用效率的一个重要问题，利用氧化还原中间体是实现优异光催化活性的一种有前途的方法。研究团队设计了一种具有光还原羰基的聚酰亚胺气凝胶光催化剂，用于非牺牲的H₂O₂生产。在光激发下，光催化剂表面的羰基被还原，形成阴离子自由基中间体。生成的中间体被O₂氧化生成H₂O₂，随后还原羰基。高催化效率归因于自由基阴离子介导的光催化氧化还原循环，不仅促进了氧的吸附，而且降低了O₂还原反应生成H₂O₂的能垒。在420±10nm处的表观量子产率为14.28%，光化学转换效率为0.92%。此外，研究团队还证明，仅仅0.5m²的自支撑聚酰亚胺气凝胶暴露在自然阳光下6小时，就能产生34.3 mmol m⁻²的H₂O₂。

来源：区域中心供稿