近日，彭桂明教授团队在连续流光催化合成过氧化氢领域取得研究进展，相关研究成果以《Synergy of Triphase Interface engineering and Electronic Modulation of Carbon Nitride Networks for Continuous-Flow Photosynthesis of H₂O₂》为题，发表于国际顶级期刊《Advanced Functional Materials》（影响因子19）（https://doi.org/10.1002/adfm.202522655）。彭桂明教授和巫素琴老师为论文的通讯作者，博士生彭小英为本文第一作者，江西师范大学为唯一完成单位。
近年来，通过光催化2e氧还原反应（ORR）合成H₂O₂已吸引广泛研究兴趣。该技术的核心在于高效的光催化剂。氮化碳(CN)材料因其可调节的能带结构，已成为光催化合成H₂O₂的良好催化材料。但CN在实际应用中仍面临几个关键问题，如电荷分离效率不足、O₂吸附和活化的活性位点有限。此外，通过传统光催化剂悬浮液体系光催化合成H₂O₂过程中面临额外的H₂O₂分离和催化剂回收成本。并且在固/液催化体系中因为O₂在液相中的溶解度低和慢扩散速率（2.1 × 10⁻⁵ cm² s⁻¹）等因素，限制催化反应效率。
为此，研究团队采用表面化学修饰实现材料电子结构调控与三相界面工程协同策略，开发了一种基于疏水CN/碳纤维网络的三相连续流光催化合成H₂O₂路径。同步实现增强材料电荷分离与传输特性，优化O₂吸附及2e ORR热力学过程，并通过构建气相气体传输层增强O₂传质。连续流动反应方式可实现H₂O₂与催化剂的快速分离及连续长时间反应。研究结果表明，通过三相流动光催化方式，显著提升了光催化合成H₂O₂的效率，是传统固/液两相反应体系下的3倍以上。研究人员对材料电子结构、反应物传质、2e ORR反应机理与选择性等问题进行了系统深入研究。该项工作为深入研究不同体系光催化合成H₂O₂过程的影响机制奠定了基础，为设计新型高效气体-固体-液体多项催化反应体系提供了新思路。
除此项研究外，研究团队在流动光催化领域还发表了多篇相关研究论文(“Nitrogen-Defective Carbon Nitride Nanorod Arrays for Continuous-Flow Photosynthesis of H₂O₂, Chin. Chem. Lett., 2025, 11204 (https://doi.org/10.1016/j.cclet.2025.112004); Monomer Cylinder Derived Carbon Nitride Aerogel for Flow Photosynthesis of Hydrogen Peroxide, Appl. Surf. Sci., 2026, 716, 164650 (https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2025.164650)”)。
原文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202522655
[三审三校：巫素琴 胡晓玉 熊 斌]
