过氧化氢（H2O2）是化学、医疗、环境等行业广泛使用的绿色氧化剂。目前，超过95%的商业H2O2是通过蒽醌氧化工艺生产的，蒽醌法能耗巨大且需要使用大量有机溶剂，不符合绿色低碳生产的发展要求。光催化合成H2O2技术在缓解全球能源和环境问题方面具有巨大的潜力，但是传统光催化剂的低量子利用效率和弱选择性制约了光催化技术在H2O2合成领域的应用。相较于光催化，压电-光催化作可以将外界振动能量转化成化学能，在材料内部和界面间形成极化电场，显著促进光生载流子在材料内部和异质界面处的传输，进而大幅提高催化反应活性。

近日，菠菜技术交流论坛-菠菜网平台大全王崇臣教授团队与中国地质大学（北京）黄洪伟教授团队合作制备了具有“核-壳”结构的g-C3N4/PCN-224异质结催化剂，其压电-光催化制备H2O2产率可达4.86 mmolg-1 h-1，性能优于现有大部分MOFs基和g-C3N4基催化剂。相关研究成果以“Synergetic Piezo-photocatalysis of g-C3N4/PCN-224 Core-Shell Heterojunctions for Ultrahigh H2O2 Generation”为题，发表于《Chinese Journal of Catalysis》。

论文标题和作者页

通过光电、压电表征和自由基捕捉、定量等一系列测试揭示了压电-光催化协同有利于提升异质结催化制备H2O2的活性与选择性。制备的H2O2溶液对大肠杆菌有良好的灭活效果，证明了该反应体系的环境应用潜力与价值。本研究结合理论计算确定了H2O2催化制备过程中H+、O2等关键底物在异质结催化剂上的吸附位点与吸附能，并分析了ORR过程中关键中间产物（O2*、H*、OOH*）的吉布斯自由能，阐明了PCN-224与g-C3N4协同强化制备H2O2的反应机制。研究结果将推动MOFs基和g-C3N4基功能材料在压电-光催化制备H2O2领域的发展与应用。

菠菜技术交流论坛-菠菜网平台大全环能学院硕士研究生孟令辉为论文第一作者，赵晨副教授、王崇臣教授和中国地质大学（北京）黄洪伟教授为论文通讯作者，菠菜技术交流论坛-菠菜网平台大全付会芬副教授、王鹏高级实验师、博士研究生楚弘宇和北京大学博士研究生李渝航为论文共同作者。该研究得到了国家自然科学基金、贵州省贵阳市教育委员会科学研究计划、贵州省贵阳市科学技术协会青年人才托举工程、菠菜技术交流论坛-菠菜网平台大全双塔计划、菠菜技术交流论坛-菠菜网平台大全基本科研业务费的大力支持。

原文链接：http://www.cjcatal.com/CN/10.1016/S1872-2067(23)64629-7