近日，我校工學(xué)院青年教師張銀巧、左四進(jìn)在權(quán)威期刊Advanced Materials上發(fā)表題為“p-Block Metal-Based Catalysts: Hidden Gems for Hydrogen Peroxide Electrosynthesis”的綜述論文，我校2023級(jí)博士生梁浩、2023級(jí)碩士生秦澍瀚為論文共同第一作者，張銀巧、左四進(jìn)為論文共同通訊作者，中國(guó)藥科大學(xué)為第一通訊單位。
本研究中，作者通過(guò)對(duì)數(shù)百篇文獻(xiàn)的計(jì)量分析，揭示了過(guò)去十年p區(qū)金屬研究的顯著增長(zhǎng)趨勢(shì)，詳細(xì)探討了p區(qū)金屬基催化劑的合成與優(yōu)化策略?；谖墨I(xiàn)中密度泛函理論計(jì)算的綜合分析，總結(jié)了其2e?途徑的催化反應(yīng)機(jī)制。最后，綜述梳理了該領(lǐng)域的主要挑戰(zhàn)與未來(lái)方向。這項(xiàng)工作不僅為p區(qū)金屬基催化劑設(shè)計(jì)提供了新視角，也將推動(dòng)可持續(xù)過(guò)氧化氫電合成技術(shù)的發(fā)展。
圖1. p區(qū)金屬催化劑的最新進(jìn)展及發(fā)展前景
論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adma.202510356
我校青年教師左四進(jìn)與浙江大學(xué)王娟教授團(tuán)隊(duì)合作在權(quán)威期刊Angewandte Chemie International Edition上發(fā)表題為“A Natural Oxygen-Harvesting Electrode Enables Aeration-Free Electrochemical Advanced Oxidation for In Situ Water Remediation”的研究論文。
針對(duì)傳統(tǒng)電合成H2O2方法需持續(xù)曝氣這一行業(yè)痛點(diǎn)，本研究開(kāi)發(fā)出無(wú)曝氣雙陰極系統(tǒng)，其核心是天然氧捕獲電極（NOHE）。NOHE憑借超疏水微孔結(jié)構(gòu)，可高效捕獲陽(yáng)極產(chǎn)生的氧氣用于H2O2合成（產(chǎn)率達(dá) 957.1 mg gcat?1），徹底無(wú)需外部曝氣。同時(shí)通過(guò)將H2O2的生成與活化過(guò)程分離到獨(dú)立陰極，實(shí)現(xiàn)兩者獨(dú)立優(yōu)化，大幅提升效率。該系統(tǒng)在含鹽環(huán)境中能快速去除雙酚AF，礦化率達(dá) 98%，且連續(xù)運(yùn)行90小時(shí)仍保持優(yōu)異穩(wěn)定性。這項(xiàng)成果通過(guò)消除高能耗曝氣環(huán)節(jié)，為原位水體修復(fù)提供了可規(guī)?；?、可持續(xù)的解決方案，適用于多種水生環(huán)境。
圖2. 順序雙陰極electro-AOPs系統(tǒng)示意圖
論文鏈接：https://doi.org/10.1002/anie.202513329
我校張銀巧、左四進(jìn)團(tuán)隊(duì)與清華大學(xué)、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）合作，在學(xué)科頂尖期刊Coordination Chemistry Reviews發(fā)表題為“A review of H2O2 electrosynthesis by 2-electron ORR and 2-electron WOR: From catalysts to electrochemical cells”的綜述，左四進(jìn)、張銀巧為論文通訊作者。
該綜述從催化劑開(kāi)發(fā)（涵蓋金屬基與碳基催化劑）和電化學(xué)電池設(shè)計(jì)兩方面，系統(tǒng)梳理了兩種電化學(xué)合成 H2O2工藝的研究進(jìn)展，同時(shí)探討了實(shí)驗(yàn)室與工業(yè)規(guī)模應(yīng)用的影響因素，提出評(píng)價(jià)體系規(guī)范化、總成本核算等最新見(jiàn)解，并深入分析了領(lǐng)域挑戰(zhàn)。綜述涵蓋了電化學(xué)合成 H2O2的核心背景知識(shí)與發(fā)展趨勢(shì)，助力推動(dòng)該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。
圖3. 催化劑表面和中間體之間的相互作用對(duì)H2O2電生成的影響。
論文鏈接：https://doi.org/10.1002/anie.202513329
（供稿單位：工學(xué)院制藥與環(huán)境工程系，撰寫(xiě)人：朱功春，審稿人：劉帆）
