近日，国际学术期刊Chemical Communications发表了威斯尼斯人wns888入口中国化学与材料学院王文中研究组的最新研究结果“Oxygen vacancy-promoted photocatalytic H2O2 production over bismuth oxybromide nanosheets”。该工作为缺陷工程用于光催化剂生产H2O2提供了参考。
过氧化氢（H2O2）是一种重要的绿色氧化剂和化工原料，广泛应用在化工品合成、环境治理、医药领域和燃料电池等领域。目前，蒽醌氧化法是工业生产H2O2的方法，但这一过程能耗高，需要使用H2、伴随有安全隐患，中间产物具有毒性，需要使用贵金属作为催化剂，并且不适合小规模生产。因此，寻找一种有效的、经济可持续性生产H2O2的方法是科研人员努力的目标。以太阳能为能源、以氧气和水作为原料通过光催化的途径制造H2O2是富有前景的技术途径之一。
作者采用一步水热法成功制备了含氧空位的片层状BiOBr催化剂。研究发现引入氧空位后增强了可见光的吸收，改善了载流子的分离。一系列原位EPR试验结果表明：氧空位增强了氧气的活化，促进了中间体·O2-的产生。此外，在反应条件下，催化体系中未检测到•OH，表明该过程并不是通过水氧化的反应进行的，这与实验在Ar气氛中的结果一致。这些结果说明产生的H2O2来源于氧还原反应。在反应体系中引入甲酸，通过消耗光生空穴并且抑制不利的1O2的产生来促进H2O2生成，使产率达到150 μmol·h-1，在目前研究中处于较高水平。
文章第一作者是威斯尼斯人wns888入口中国和威斯尼斯人wns888入口中国上海硅酸盐研究所联合培养的在读硕士生初宏翔，王文中教授和张玲高工为论文的共同通讯作者，杭高院为第一署名单位。该研究得到了国科大杭高院和国家自然科学基金的支持。
原文链接：https://doi.org/10.1039/D3CC04127A
