過氧化氫（H2O2）目前是世界上十大基礎的化學品之一，是一種多功能的、環境友好的高效氧化劑。但是其傳統工業生產工藝是通過蒽醌過程，這一過程需要大量的能源輸入和大型基礎的設施，并且存在潛在的運輸和儲存安全問題。因此，尋找一種廉價、節能和安全的新技術途徑生產H2O2是具有重要科學價值和社會效益。電催化氧還原合成H2O2，可由可再生能源驅動，提供了一種安全、可持續、分散的解決方案。目前主要的困難是要開發出性能強大且價格合理的電催化劑，具有高電導率、高比表面積和可調電子結構的碳基單原子催化劑（SACs）被認為是H2O2電合成有前途的催化劑，其孤立的金屬中心可降低O?O鍵斷裂，提高合成H2O2選擇性。SACs中過渡金屬的配位環境對電催化氧還原反應（ORR）途徑的調節至關重要。然而，同時精確控制金屬活性中心附近的第一和第二配位結構是非常困難的。
近日，貴州大學材料與冶金學院謝海波教授課題組在化學-工程領域TOP期刊《Chemical Engineering Journal》(JCR一區TOP期刊，IF=16.744)發表重要研究成果“Superior Efficiency Hydrogen Peroxide Production in Acidic Media through Epoxy Group Adjacent to Co-O/C Active Centers on Carbon Black”, (DOI: 10.1016/j.cej.2023.142691)，團隊教師貴州大學特聘教授袁繼理和2021級碩士研究生銀浩為論文共同一作，通訊作者為謝海波教授。在本文中，我們報告了以廉價的商業碳黑（CB）為底物，通過一種簡單且可放大的方法，構建金屬單原子中心周圍的配位環境（圖1）合成了SACs。通過調整SACs的中心金屬及其局部配位環境，其中Co-SACs對2e? ORR表現出出色的催化性能。
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原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.142691
圖文：袁繼理