过氧化氢（H₂O₂）作为一种重要的化学品，因其化学性质活泼、氧化能力强、能量密度高等特点，在化工、消毒、医药、环保及航天等领域具有广泛应用。然而，目前H₂O₂的合成仍然依赖蒽醌法，该方法不仅工艺过程复杂、能耗高，而且环境污染严重。因此，开发一种高效、环保、可持续的H₂O₂制备方法具有重要意义。

石墨相氮化碳光催化制H₂O₂是一种可持续且环境友好的替代传统蒽醌自氧化技术的方法，但促进两电子氧还原和水氧化存在巨大挑战。taptap点点安卓下载光电转换与催化团队与河北工业大学化工学院能源催化材料团队合作通过在金属氟化物存在下热聚合三聚氰胺，制备了氰基修饰的石墨相氮化碳量子点（Na-CNQD 和 K-CNQD）。量子限域和边缘效应赋予了光催化剂丰富的活性位点、宽的光吸收范围以及抑制的电荷复合。氰基部分作为氧还原中心接受光生电子，并促进其快速转移至氧分子。这一过程实现了氧的选择性两电子还原，从而生成过氧化氢。同时，七嗪部分的价带空穴将水氧化为过氧化氢。这些协同效应促进了从氧和水光催化生成过氧化氢，无需额外的光敏剂、有机清除剂和助催化剂。相比之下，在相同条件下，原始的氮化碳纳米片则保持惰性。这项研究为合理设计用于太阳能到化学能转换的碳基材料提供了新策略。

相关研究成果以“Carbon nitride quantum dots decorated with cyano groups for boosting photocatalytic hydrogen peroxide production.”为题发表在Green Energy & Environment上（Green Energy Environ. 2025, doi.org/10.1016/j.gee.2025.01.004），钟鸿教授和王瑞虎教授为论文通讯作者。

通过氧还原和水氧化的联合过程实现H₂O₂的光催化合成效率常受到传质速率慢和水氧化过程不佳的限制。taptap点点安卓下载光电转换与催化团队制备了一种具有噻吩和乙炔段的新型多孔壁空心纳米管共轭有机聚合物（Tp-TEE-COP）。实验结果和密度泛函理论（DFT）分析表明，Tp-TEE-COP 中的噻吩单元不仅增强了光捕获和水分散性，还通过相互作用削弱了水中 O-H 键的强度。这加快了水氧化过程和空穴消耗，从而提高了光催化效率。多孔壁空心纳米管结构以及独特的组成赋予了Tp-TEE-COP 异常高的H₂O₂初始生成速率，高达 2441 μmol gcat^-1 h^-1。这项工作揭示了噻吩单元在 Tp-TEE-COP 中的关键作用，表明其对光催化过氧化氢生成具有重大影响，并强调了精确的聚合物光催化剂化学结构工程对于优化其过氧化氢生成能力的必要性。

相关研究成果以“Thiophene and acetylene functionalized conjugated organic polymers with hollow nanotube structure toward high-performance photocatalytic H₂O₂ production.”为题发表在Journal of Environmental Chemical Engineering上（J. Environ. Chem. Eng. 2025, 13, 115319），李云同博士为论文第一作者，刘诚和钟鸿教授为论文通讯作者。