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直接電化學(xué)雙-電子氧還原（2eORR）制備過氧化氫（H₂O₂），為原位綠色生產(chǎn)H₂O₂提供了一種較好的替代蒽醌氧化技術(shù)的方法。由于有利于H₂O₂形成途徑的含氧官能團，氧化碳材料已顯示出其優(yōu)異的2eORR活性。然而，由于O含量相當(dāng)?shù)停?lt;15%），O摻雜碳催化劑的2eORR性能受到O誘導(dǎo)的活性位點密度的阻礙。

基于此，香港城市大學(xué)支春義教授（通訊作者）等人報道了一種以葡萄糖（C₆H₁₂O₆）作為碳（C）源，制備出具有高氧/碳（O/C）原子比的碳量子點（carbon quantum dot, CQD）催化劑，其O含量為30.4 at%。

實驗測試發(fā)現(xiàn)，富氧CQD催化劑表現(xiàn)出優(yōu)異的H₂O₂生產(chǎn)催化性能，選擇性接近100%，超過了所有報道的O摻雜碳催化劑。此外，CQD催化劑在H₂O₂的實際生產(chǎn)中表現(xiàn)出巨大的潛力，其產(chǎn)率高達(dá)10.06 mg cm^-2?h^-1，法拉第效率（FE）為97.7%，并且在10 h內(nèi)具有良好的穩(wěn)定性。

實驗測試和密度泛函理論（DFT）計算證實，CQD催化劑中醚基（C-O-C）的絕大部分C-O鍵，C-O鍵的碳原子是2eORR最活躍的位點。該工作為設(shè)計用于可持續(xù)電合成H₂O₂的高效無金屬碳基催化劑提供了一種有效且簡便的策略。

Ultrahigh Oxygen-doped Carbon Quantum Dots for Highly Efficient H₂O₂?Production via Two-Electron Electrochemical Oxygen Reduction.?Energy Environ. Sci.,?2022, DOI: 10.1039/D2EE01797K.

https://doi.org/10.1039/D2EE01797K.

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