近日，鄭州大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院張佳楠教授團隊在雙氧水電合成方面取得積極進展。研究成果以題為“Enhanced Electron Delocalization Induced by Ferromagnetic Sulfur doped C₃N₄ Triggers SelectiveH₂O₂Production”發(fā)表在國際頂級期刊《Angewandte Chemie International Edition》上。論文共同第一作者為鄭州大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院博士研究生徐斯然、于躍，通訊作者為張佳楠教授，鄭州大學(xué)為唯一通訊單位。

過氧化氫（H₂O₂）是一種高效的、生態(tài)友好的氧化劑，對化學(xué)和醫(yī)療行業(yè)都有重要貢獻。高能耗的蒽醌循環(huán)過程是目前大規(guī)模H₂O₂工業(yè)生產(chǎn)的主要方案，但該工藝存在能效低、殘留有機廢物再處理以及散裝過氧化氫運輸存在危險等缺點。雙電子氧還原（2e^-ORR）電催化轉(zhuǎn)化H₂O₂因其環(huán)境友好的優(yōu)點和通過設(shè)備可現(xiàn)場生產(chǎn)H₂O₂的能力，為綠色H₂O₂合成提供了一種前景廣闊的替代方法。張佳楠教授團隊以摻硫的富缺陷石墨氮化碳（S-Nv-C₃N₄）材料為模型，提出了一種通過增強超薄二維氮化碳納米片的鐵磁性來促進局部電子極化的策略。該工作不僅成功實現(xiàn)了大批量（實驗室制備一次100克）高選擇性催化劑的制備技術(shù)，并且催化劑產(chǎn)率高達4.52 mol/g/h，累計產(chǎn)生近0.04 mmol/L H₂O₂（一度電能產(chǎn)生540 g (0.06 mmol) H₂O₂），顯著推動了高產(chǎn)率低能耗H₂O₂合成新技術(shù)的發(fā)展。

該研究得到了國家自然科學(xué)基金、河南省科技研發(fā)計劃聯(lián)合重點項目、鄭州大學(xué)人才項目等項目的支持。

文章鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202407578