近日,我校工学院青年教师张银巧、左四进在权威期刊Advanced Materials上发表题为“p-Block Metal-Based Catalysts: Hidden Gems for Hydrogen Peroxide Electrosynthesis”的综述论文,我校2023级博士生梁浩、2023级硕士生秦澍瀚为论文共同第一作者,张银巧、左四进为论文共同通讯作者,中国药科大学为第一通讯单位。
本研究中,作者通过对数百篇文献的计量分析,揭示了过去十年p区金属研究的显著增长趋势,详细探讨了p区金属基催化剂的合成与优化策略。基于文献中密度泛函理论计算的综合分析,总结了其2e⁻途径的催化反应机制。最后,综述梳理了该领域的主要挑战与未来方向。这项工作不仅为p区金属基催化剂设计提供了新视角,也将推动可持续过氧化氢电合成技术的发展。
图1. p区金属催化剂的最新进展及发展前景
论文链接:https://doi.org/10.1002/adma.202510356
我校青年教师左四进与浙江大学王娟教授团队合作在权威期刊Angewandte Chemie International Edition上发表题为“A Natural Oxygen-Harvesting Electrode Enables Aeration-Free Electrochemical Advanced Oxidation for In Situ Water Remediation”的研究论文。
针对传统电合成H2O2方法需持续曝气这一行业痛点,本研究开发出无曝气双阴极系统,其核心是天然氧捕获电极(NOHE)。NOHE凭借超疏水微孔结构,可高效捕获阳极产生的氧气用于H2O2合成(产率达 957.1 mg gcat⁻¹),彻底无需外部曝气。同时通过将H2O2的生成与活化过程分离到独立阴极,实现两者独立优化,大幅提升效率。该系统在含盐环境中能快速去除双酚AF,矿化率达 98%,且连续运行90小时仍保持优异稳定性。这项成果通过消除高能耗曝气环节,为原位水体修复提供了可规模化、可持续的解决方案,适用于多种水生环境。
图2. 顺序双阴极electro-AOPs系统示意图
论文链接:https://doi.org/10.1002/anie.202513329
我校张银巧、左四进团队与清华大学、中国矿业大学(北京)合作,在学科顶尖期刊Coordination Chemistry Reviews发表题为“A review of H2O2 electrosynthesis by 2-electron ORR and 2-electron WOR: From catalysts to electrochemical cells”的综述,左四进、张银巧为论文通讯作者。
该综述从催化剂开发(涵盖金属基与碳基催化剂)和电化学电池设计两方面,系统梳理了两种电化学合成 H2O2工艺的研究进展,同时探讨了实验室与工业规模应用的影响因素,提出评价体系规范化、总成本核算等最新见解,并深入分析了领域挑战。综述涵盖了电化学合成 H2O2的核心背景知识与发展趋势,助力推动该技术的实际应用。
图3. 催化剂表面和中间体之间的相互作用对H2O2电生成的影响。
论文链接:https://doi.org/10.1002/anie.202513329
(供稿单位:工学院制药与环境工程系,撰写人:朱功春,审稿人:刘帆)