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近日，中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心的研究人员在纳米碳材料高效催化过氧化氢电合成领域取得进展，对设计开发高产率、高稳定性和低成本的电合成过氧化氢化合物体系具有指导意义。
通过电化学氧还原途径制备过氧化氢的新方法，作为一种潜在的替代路径受到重视。目前，电化学氧还原制备过氧化氢过程使用的催化剂主要是贵金属材料，但其储量有限、价格高昂，难以满足现代化工对绿色、环保和可持续发展的需求。纳米碳材料有望作为贵金属催化剂的替代材料，应用于电化学氧还原反应。
研究人员通过关联典型碳材料表面化学结构与其催化氧气电化学还原生成过氧化氢的反应活性发现，碳材料表面的羧基官能团是氧气电化学还原制备过氧化氢的主要活性中心，且保证过氧化氢在活性中心上及时脱附是提高其选择性和产率的关键。
基于上述分析，研究人员提出利用界面工程手段和反应动力学思想来调控碳催化电化学氧还原反应选择性的研究思路。他们利用阳离子表面活性剂与羧基基团的静电相互作用降低碳材料表面羧基官能团与二电子氧还原产物的相互作用，阻止其被进一步还原，从而实现高选择性电合成过氧化氢的过程。这种碳/表面活性剂复合催化材料体系展现出目前已知报道最高的过氧化氢选择性、最宽的过电位窗口和可观的稳定性。
基于纳米碳/表面活性剂复合电极材料在过氧化氢电合成反应中的优异催化表现，整个反应体系能耗低、绿色、可持续、稳定性好的特点。
过氧化氢是一种绿色、可再生、环境友好的氧化剂，应用于环境修复、精细化工、电子工业等领域。其工业生产主要依赖以氢气和氧气为原料的蒽醌法，但该方法存在能耗高、原料和产物转移和储存困难、安全隐患严重等问题。
