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直接电化学双-电子氧还原（2eORR）制备过氧化氢（H₂O₂），为原位绿色生产H₂O₂提供了一种较好的替代蒽醌氧化技术的方法。由于有利于H₂O₂形成途径的含氧官能团，氧化碳材料已显示出其优异的2eORR活性。然而，由于O含量相当低（<15%），O掺杂碳催化剂的2eORR性能受到O诱导的活性位点密度的阻碍。

基于此，香港城市大学支春义教授（通讯作者）等人报道了一种以葡萄糖（C₆H₁₂O₆）作为碳（C）源，制备出具有高氧/碳（O/C）原子比的碳量子点（carbon quantum dot, CQD）催化剂，其O含量为30.4 at%。

实验测试发现，富氧CQD催化剂表现出优异的H₂O₂生产催化性能，选择性接近100%，超过了所有报道的O掺杂碳催化剂。此外，CQD催化剂在H₂O₂的实际生产中表现出巨大的潜力，其产率高达10.06 mg cm^-2 h^-1，法拉第效率（FE）为97.7%，并且在10 h内具有良好的稳定性。

实验测试和密度泛函理论（DFT）计算证实，CQD催化剂中醚基（C-O-C）的绝大部分C-O键，C-O键的碳原子是2eORR最活跃的位点。该工作为设计用于可持续电合成H₂O₂的高效无金属碳基催化剂提供了一种有效且简便的策略。

Ultrahigh Oxygen-doped Carbon Quantum Dots for Highly Efficient H₂O₂ Production via Two-Electron Electrochemical Oxygen Reduction. Energy Environ. Sci., 2022, DOI: 10.1039/D2EE01797K.

https://doi.org/10.1039/D2EE01797K.

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