与工业蒽醌工艺相比，双电子氧还原反应是一种具有成本效益且能耗较低的H₂O₂合成工艺。然而，现有性能最高的非均相电催化剂对H₂O₂的催化性能远远低于商业应用所需效率。近日，多伦多大学 Edward H. Sargent、首尔大学Yung-Eun Sung、Taeghwan Hyeon报道了用于过氧化氢电合成的负载型金属酞菁催化剂的超分子调谐。

本文要点：

1) 在计算的指导下，作者提出了一种超分子方法，该方法通过利用碳纳米管基底中的氧官能团，当其与钴酞菁催化剂偶联时，可以改善钴酞菁的吸附，从而防止团聚；并且进一步产生了电子缺陷的Co中心，从而将其与关键H₂O₂中间体的相互作用调节到最佳。

2) 在过氧化氢电合成过程中，催化剂在300 mA cm^-2下的过电位为280 mV ，并且周转频率超过50 s⁻¹，这与先前性能最高的H₂O₂电催化剂相比，活性高出一个数量级。此外，该催化剂性能可持续运行超过100 h。

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Byoung-Hoon Lee et.al Supramolecular tuning of supported metal phthalocyanine catalysts for hydrogen peroxide electrosynthesis Nature Catalysis 2023

DOI: 10.1038/s41929-023-00924-5

https://doi.org/10.1038/s41929-023-00924-5