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蔡韬、李雪在光催化制备过氧化氢领域取得新进展

发布时间 :2026-10-23 14:27  来源:

近日,色情直播 蔡韬、李雪老师在《Advanced Materials》上在线发表了题为“Hollow Conjugated Microporous Polymers Anchored with ZnxCd1-xS Quantum Dots: An Additive-Free Photocatalyst for H2O2 Synthesis via S-Scheme Charge Transfer”的研究论文。该研究利用含硒二唑单元的中空共轭微孔聚合物(hPSe)与ZCS量子点构建S型异质结,解决了单组分光催化剂载流子快速复合和纯水无牺牲剂条件下2e⁻ ORR产H2O2效率低的瓶颈,为人工光合作用制备高纯度的过氧化氢提供了新思路。色情直播 为唯一署名单位,2024级硕士研究生康杰杰和2026届硕士毕业生易键为共同第一作者,蔡韬副研究员和李雪副教授为共同通讯作者。

过氧化氢是优异的绿色氧化剂和潜在液体燃料。工业生产过氧化氢所用的蒽醌法存在易燃氢气、贵金属催化和有毒残留等问题,难以直接合成无杂质的高纯过氧化氢。基于2e⁻ ORR的人工光合作用可在温和条件下合成H2O2,但单组分光催化剂受制于载流子快速复合,难以兼顾电荷分离与氧化还原能力。

针对此瓶颈,该研究将ZCS量子点原位生长于hPSe中,构建了S型异质结。其中,中空骨架具有高比表面积和丰富孔道,利于量子点锚定、传质和光捕获;同时,硒二唑单元增强了界面耦合。实验结果表明,在纯水、无牺牲剂条件下,最优样品ZCS@hPSe-2的H2O2产率可达15.13 ± 0.25 mmol g-1 h-1,400 nm光照下表观量子效率为8.82%,协同因子为1.53,综合性能明显优于未复合hPSe (8.11)和纯ZCS (1.78)。与含噻二唑对照体系ZCS@hPTh-2相比,硒二唑体系虽协同因子较低,但绝对活性、重现性和长期稳定性更优。该复合材料在8次循环后仍保持稳定,金属浸出量低于未复合ZCS的对应值。该工作证明,在共轭微孔聚合物中构建异质结,是增强界面协同、实现高效无添加剂光催化过氧化氢合成的有效策略。尽管现阶段在自然光下的连续流生产仍受到复合材料分散性和季节光稳定性的限制,未来有望通过将催化剂固定于反应器内,推动实际规模化无杂质的过氧化氢生产。

该研究获得了国家自然科学基金基础科学中心项目的资助,色情直播 科研公共服务条件平台和色情直播 大型仪器共享平台为此工作的顺利开展提供了大力支持。

文章链接://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.75461

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