过氧化氢（H₂O₂）是一种环境友好型氧化剂，广泛应用于精细化工、污水处理、纸业漂白、环境修复、家用消毒等多种领域，被列为全球一百种最重要的化学物质之一。此外，H₂O₂也是一种潜在的绿色能源载体，其完全氧化时约可释放96 kJ mol⁻¹的能量，且氧化产物仅为H₂O和O₂，其70 wt.%水溶液的能量密度约为0.75 kWh L^{− 1}，与压缩H₂（350 MPa）的能量密度相当。H₂O₂还具有储存方便，无需压缩或低温保存等优势，可用作可持续的长效能源存储介质。近年来，电催化二电子氧还原合成H₂O₂因其可在温和条件下（常温常压）利用可再生能源（风能和太阳能等）驱动，以空气和水为原料直接高效高选择性地合成而被视为环保、绿色的工艺路线。在众多已报道的催化剂中，碳基催化材料因其高储量、高比表面积、导电性好、化学稳定性好等优势极具应用前景，在近年来取得快速进展。

结合前期工作基础，深圳信息职业技术学院的闫啸/王新中教授团队在《新型炭材料》（New Carbon Materials）上发表了最新综述“Carbon based electrocatalysts for selective hydrogen peroxide conversion”，总结了近年来碳基催化剂高效催化合成H₂O₂的最新进展。首先介绍了二电子氧还原合成H₂O₂的基本原理，描述了优化设计催化剂材料的基本准则。其次，结合最近的代表性工作讨论了碳基催化材料的相关设计策略和最新研究进展，从多层次视角出发重点关注包括杂原子掺杂、催化剂表/界面设计、单原子催化剂活性位点优化和微环境调控等。最后，作者对电催化合成H₂O₂领域在现阶段研究中的挑战和未来方向进行了展望，希望能为相关研究人员提供思路和推动现场合成H₂O₂的实际应用提供帮助。

图1 可选择性合成过氧化氢的碳基催化材料

 New Carbon Materials文章信息

闫啸，石文武，王新中. 碳基电催化材料选择性合成过氧化氢研究进展[J]. 新型炭材料, 2022, 37(1): 223-236.YAN Xiao, SHI Wen-wu, WANG Xin-zhong. Carbon based electrocatalysts for selective hydrogen peroxide conversion[J]. NEW CARBON MATERIALS, 2022, 37(1): 223-236.

期刊官网：http://xxtcl.sxicc.ac.cn

国际版主页：

https://www.sciencedirect.com/journal/new-carbon-materials

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