12月2日，浙江大学褚驰恒教授团队在Nature Communications上在线发表了题为“Nanoscale reduction-site-selective oxygen regulation for promoting hydrogen peroxide production”的研究论文，提出了一种纳米尺度晶面选择性氧调控策略，构建具有空间分离反应位点的多面体Mo:BiVO4催化剂，提升光催化过氧化氢生产效率。
利用阳光光合作用生产过氧化氢（H₂O₂）已成为一种经济高效且环境友好的规模化H₂O₂生产方法。与传统依赖高能耗操作和昂贵有机溶剂的蒽醌工艺不同，太阳能驱动的H₂O₂光合系统仅以阳光、空气和水作为能量与化学原料。这些进展顺应全球可再生能源利用和绿色化学的发展趋势，使光催化H₂O₂生产成为满足水净化、消毒和化学合成等领域日益增长工业需求的变革性解决方案。但其效率受到一个根本性矛盾的制约：氧还原反应需要高浓度氧气，而该条件却会抑制水氧化半反应。这种权衡关系存在于传统光催化剂中，其反应中心均集成于单一纳米颗粒上。
本研究提出一种解决此矛盾的纳米组装策略：采用多面体光催化剂在空间上分离水氧化位点与氧还原位点，并选择性地在还原位点修饰沸石纳米腔作为氧气捕获器。该设计能在不抑制竞争性氧化反应的前提下，精准提升目标区域的局部氧浓度。优化后的系统使H₂O₂产量提升3.1倍，实现了1.05%的太阳能-化学能转化效率及420 nm波长下15.9%的表观量子产率。在户外板式反应器中的成功运行验证了该策略的可扩展性。本研究揭示了局部质量调控对提升H₂O₂生成的关键作用，为光催化系统设计提供了战略性框架。
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