用于绿色高效产H₂O₂的自供氧型复合新材料

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过氧化氢是一种清洁、无污染的绿色氧化剂,广泛应用于纸浆漂白、环境净化和化学合成中。它还是一种具有高体积能量密度的无碳能量载体,百分之六十的过氧化氢能提供3.0兆焦每升的能量,与35兆帕压缩的氢气相当(2.8兆焦每升)。然而,目前工业上主要通过蒽醌法来生产过氧化氢,这种方法需要复杂的合成步骤,高温高压制备条件,大量的蒽醌等有机原料并且产生有毒有害废水和废渣。因此寻找新型绿色可持续合成过氧化氢的新方法具有重要意义。 本项目采用氢键自组装技术制备出了一种具有超高压电催化性能的羟基化金属有机分子笼/金纳米粒子/石墨相氮化碳复合新材料,该复合材料在经过简单的超声搅拌后,在纯水和空气中,6小时内可产生高达360.6微摩尔每升的过氧化氢,不需要额外通氧气和添加牺牲剂。即使是在惰性气体中,该复合材料也可以通过自身压电产氧来进行的合成,6小时内可产283.5微摩尔每升的过氧化氢。较传统的蒽醌法具有制备工艺简单、生产周期短、绿色环保以及经济适用等优点。 本项目的开展为高效压电复合材料的设计及其作为简易绿色可持续新方法催化产过氧化氢等方面的应用提供支撑。