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直接電化學雙-電子氧還原（2eORR）制備過氧化氫（H₂O₂），為原位綠色生產H₂O₂提供了一種較好的替代蒽醌氧化技術的方法。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異的2eORR活性。然而，由于O含量相當低（<15%），O摻雜碳催化劑的2eORR性能受到O誘導的活性位點密度的阻礙。

基于此，香港城市大學支春義教授（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%。

實驗測試發現，富氧CQD催化劑表現出優異的H₂O₂生產催化性能，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的實際生產中表現出巨大的潛力，其產率高達10.06 mg cm^-2?h^-1，法拉第效率（FE）為97.7%，并且在10 h內具有良好的穩定性。

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。該工作為設計用于可持續電合成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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