尽管利用旋转圆盘电极在小规模电催化生产过氧化氢（H₂O₂）方面取得了进展，但要实现中性过氧化氢的连续现场生产，还需要进一步开发无毒、选择性和稳定的O₂-to-H₂O₂电催化剂。

近日，美国维克森林大学Scott M. Geyer，哈工大（深圳）邱业君教授报道了以2，4戊二酸铂和三(三甲基甲硅烷基)膦为原料，采用热注射法制备出具有3 nm均匀大小的单分散胶体二磷化铂纳米晶（PtP₂ NCs）。

文章要点

1）研究发现，与传统的四电子途径的Pt NCs催化的ORR不同，超小的PtP₂ NCs通过一条几乎为零过电位的两电子途径进行O₂-to-H₂O₂反应，在0.27 V vs.RHE下获得了具有98.5%的最大选择性。

2）密度泛函理论计算表明，P掺杂引起的电子密度变化和Pt原子间距的增加导致了关键的OOH*中间体的吸附减弱，并抑制了OOH*随后的O-O断裂以形成O*中间体。

3）通过氧化铝涂层的ALD和后退火处理后，可抑制超小PtP₂ NCs的团聚并保持电催化稳定性。

4）将该催化剂用于质子交换膜燃料电池（PEMFC），稳定的中性H₂O₂生成速率为2.26 mmol h^-1 cm^-2，循环65 h累积的H₂O₂浓度达到3 wt%，连续循环120h，600 mL中H₂O₂累积浓度高达1.21 M。

Li, H., Wen, P., Itanze, D.S. et al. Scalable neutral H2O2 electrosynthesis by platinum diphosphide nanocrystals by regulating oxygen reduction reaction pathways. Nat Commun 11, 3928 (2020)

DOI：10.1038/s41467-020-17584-9

https://doi.org/10.1038/s41467-020-17584-9