近日，南京林業大學化學工程學院、林產化學與材料國際創新高地蔣劍春院士團隊在國際化學領域頂級期刊《Journal of the American Chemical Society》（中文《美國化學學會期刊》）上發表題為“Hydroxylated Boron Crystal Domain-Modulated Heterostructure Carbon Catalysts for Efficient Hydrogen Peroxide Generation”的研究論文，并入選封面論文。
南京林業大學為本研究的第一完成單位；南京林業大學范孟孟副教授、蔣劍春院士，辛辛那提大學鄔靜杰教授，中國林業科學研究院林產化學工業研究所孫康教授為通訊作者；南京林業大學博士研究生吳雨寒、袁啟昕，中國林業科學研究院林產化學工業研究所趙玉瑩博士為論文共同第一作者。
(鏈接：https://doi.org/10.1021/jacs.5c03955）
利用可再生能源通過雙電子途徑實現的電化學氧（O2）還原反應（ORR）被公認為生產過氧化氫（H2O2）的綠色可持續路線。相較于能耗極高的蒽醌法，電化學方法具有生產成本低、分布式生產、碳排放可忽略不計等多重優勢。然而，在高電流密度(>300 mA cm-1）下ORR反應的耐久性仍是實際應用中的難點。因此，設計出兼具高活性、選擇性和耐久性的ORR催化劑，是實現H2O2可持續生產亟待攻克的重大挑戰。
蔣劍春院士團隊在大量前期研究基礎之上，提出了一種“羧基-硼酸自組裝”的策略用于原位制備多孔生物質碳與納米級別硼晶體（5-15 nm）結合的復合型異質結基催化劑（Bn-C）。實驗和理論結果顯示，納米硼晶體的引入提高了催化劑整體活性位點密度；誘導效應增強了納米硼晶體附近分離硼原子的催化活性；吸附在納米硼晶體上的O2加速了向活性位點的轉移。因此，Bn?C在制備過氧化氫方面的催化性能超越了幾乎所有已報道的金屬基或無機電催化劑。此外，該研究還開發了一種可持續木質素解聚系統，通過原位生成的過氧化氫生產木質素衍生芳香族碳化合物。
該成果得到國家自然科學基金面上項目、國家重點研發項目和南京林業大學標志性成果培育項目等項目的資助。
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