0 东南大学张袁健团队在双氧水光合成研究中取得新进展 【东南大学】近日，东南大学化学化工学院、江苏省富碳材料器件工程研究中心张袁健教授课题组（ https://Zhang.team ）在压电效应促进新动力学路径光合成双氧水（ H 2 O 2 ）研究中取得重要进展，研究成果以“ H 2 O 2 Photosynthesis from H 2 O and O 2 under Weak Light by Carbon Nitrides with Piezoelectric Effect ” 为题在化学领域国际著名期刊《美国化学会志》（ Journal of the American Chemical Society ）在线发表。H2O2作为一种高价值化学品，在清洁燃料、污水处理、消毒清洁、有机合成和生物治疗等领域具有广泛的应用。相较于高能耗、高污染、高风险的热催化蒽醌合成方法，光催化技术可以将太阳能直接转化为化学能，可实现安全、低成本和经济环保的H2O2合成。然而，利用水和氧气光催化制备H2O2仍具挑战，光催化过程不仅需要高密度的太阳光，对催化剂的选择性和活性也有较高的要求，水氧化反应的热力学势垒极大地限制了光催化H2O2全合成效率。<img class='lazy' "600""563" "318" src="//q9.itc.cn/images01/20241204/efb1102ea94342848d975af3fbdaab64.jpeg">东南大学张袁健教授团队与山东大学马海波教授团队（理论计算）合作，通过物质的压电效应诱导电子 - 空穴分离，补偿 / 克服水氧化反应热力势能，提出利用羟基自由基新途径实现水氧化反应促进生成 H 2 O 2 。研究发现 C 5 N 2 催化剂在光和超声波协同作用下，能够克服高上坡水氧化反应热力学能垒，实现间接二电子水氧化反应过程。在弱光（ 10 mW/cm 2 ）和超声作用下， H 2 O 2 的光合速率可达到 918.4 µM/h ；去除超声的贡献（ 480.1 µM/h ），光催化合成 H 2 O 2 的太阳光利用效率达 2.6% ，优于已有文献报道值（ <1% ）。理论计算证明光激发和压电极化电场促进了反应物（ O 2 和 H 2 O ）化学键的活化，加速了羟基自由基的生成，实现了新型间接二电子水氧化过程，提高了整体 H 2 O 2 全生成效率。鉴于C5N2优异的压电弱光催化合成H2O2性能，研究团队进一步构建了芬顿反应体系，应用于光声化学肿瘤治疗（Sono-photo-chemodynamic Therapy）和压电污水净化领域，均展现出良好的性能。这项工作将为H2O2的高效和选择性光合成，特别是在弱光条件下，开辟一条新的途径，并为其在能源，生物医学和环境方面的应用提供了可能性。东南大学化学化工学院博士生马进和山东大学青岛理论与计算科学研究院博士生彭程为论文第一作者，张袁健、马海波和东南大学医学院沈艳飞教授为共同通讯作者，该研究获得了国家自然科学基金的支持。全文链接：https://doi.org/10.1021/jacs.4c07170声明: 本文资料和图片来自于政府/园区管委会官网、官方公众号、材料相关媒体及其他公开资料，如信息有误或有遗漏，欢迎联系我们修改；我们尊重知识产权，因整理资料所需，本文中引用部分公开第三方的数据、图片等内容，其所属的知识产权归属原作者，且凡引用的内容均在文中标注了原文出处、原作者。若版权所有者认为本文涉嫌侵权或其他问题，请联系我方及时处理；我们力求数据严谨准确，但因受时间及人力限制，文中内容难免有所纰漏。如有重大失误失实，敬请读者不吝赐教批评指正。转自：东南大学新闻网 材料学域 50 2024-12-09 ResearchDetail.aspx?id=fgTwZHHf_1KJrmJxNhQYK9A_0_0 东南大学张袁健团队在纳米酶特异性催化机制研究方面取得重要进展 ResearchDetail.aspx?id=AqZEQXkN1Kcgdm_2XkyJeDQ_0_0 东南大学赵阳研究员在《Nature Communications》上发表最新研究成果