如何繞過傳統的雙電子氧還原途徑仍然是提高H2O2光合作用效率的一個重要問題。利用氧化還原中間體是實現優異光催化活性的一種有前途的方法。在這里，江南大學董玉明、清華大學朱永法合作設計了一種具有光還原羰基的聚酰亞胺氣凝膠，作為新型的光催化劑制H2O2。在光激發下，光催化劑表面的羰基被還原，形成陰離子自由基中間體。生成的中間體被O2氧化生成H2O2，隨后恢復羰基初始狀態，完成光催化氧化還原循環。自由基陰離子介導的光催化氧化還原循環新途徑，不僅促進了氧的吸附，而且降低了O2還原反應生成H2O2的能壘。實現太陽能到化學能的轉化效率為0.92%，在420±10 nm處的表觀量子效率為14.28%。此外，進一步證明其宏觀結構光催化劑實際應用的價值，面積為0.5平方米的自支撐聚酰亞胺氣凝膠暴露于自然光照6小時，光合成H2O2能力可達34.3 mmol m2。相關論文以“A photocatalytic redox cycle over a polyimide catalyst drives efficient solar-to-H2O2 conversion”為題，發表在Nature Communications。
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