在纯水中合成H₂O₂在目前仍存在非常大的困难。目前合成H₂O₂的方法通常使用有机溶剂（蒽醌）、或者使用牺牲性醇试剂（光催化）、或者电解液（电催化）。

有鉴于此，中山大学胡卓锋、香港中文大学余济美等报道将碳基碳物种（葡萄糖、蔗糖、淀粉、纤维素和纸板等生物质）转化为碳基光催化剂，随后通过光催化方法在纯水相中进行H₂O₂合成。

本文要点：

（1）

该反应中实现了在420 nm光催化反应的量子产率达到18.2 %，反应产率达到1.16 mmol g_cat^-1 h^-1。这种碳能够通过生物质废品（比如废纸板）转化得到。

（2）

反应机理。反应机理研究发现，生物质得到的碳基光催化剂生成H₂O₂的过程主要通过两步ORR反应，超氧阴离子是关键的反应中间体。

理论计算结果发现，水热法合成的碳光催化剂中，聚呋喃结构有助于吸附和活化O₂，展示优异的电子转移性质。这种特点是能够进行ORR还原和生成H₂O₂的关键，本文研究结果为深入研究碳基碳催化剂在O₂活化中的应用提供经验和理解，有助于更加深入的理解如何在纯水中制备H₂O₂。

参考文献

Liangpang Xu, Yang Liu, Lejing Li, Zhuofeng Hu*, and Jimmy C. Yu*, Fabrication of a Photocatalyst with Biomass Waste for H₂O₂ Synthesis, ACS Catal. 2021, 11, 14480–14488

DOI: 10.1021/acscatal.1c03690

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.1c03690