H₂O₂被人们广泛的应用于在氧化物等光催化剂在温和反应条件实现光催化甲烷转化制备高附加值化学品，但是通常光催化反应的H₂O₂利用率比较低，难以让人满意。

有鉴于此，中国科学技术大学黄伟新等报道通过O₂分子作为添加剂，通过抑制H₂O₂吸附在氧化物表面、阻碍光生空穴导致H₂O₂分解为O₂的副反应，提高H₂O₂的利用效率。

本文要点：

(1)

目前见诸报道的H₂O₂利用率最高的相关报道是在Fe基Fenton催化剂实现的，通过将H₂O₂转化为·OH自由基，光催化CH₄转化实现了72.3 %的利用率。在光催化剂表面吸附H₂O₂是光催化反应的前体。

(2)

以主要暴露晶面为{001}的锐钛矿TiO₂与C₃N₄构建的复合光催化剂，在室温和温和压力反应条件中，O₂添加剂能够显著改善H₂O₂的利用率（H₂O₂的利用率提高至93.3 %），光催化反应的甲酸选择性、液相含氧衍生物选择性分别达到69.8 %、97 %，光催化甲酸产率达到486 μmol_HCOOH·g_catalyst^-1·h^-1。

(3)

机理研究。TiO₂{001}-C₃N₄复合异质结催化剂能够促进光生电荷的分离，随后通过TiO₂{001}上光生空穴氧化CH₄生成·CH₃，在C₃N₄上光生电子将H₂O₂活化生成·OOH。甲醇更容易在TiO₂{001}解离吸附，并且选择性光催化转化生成HCOOH。

参考文献

Sun, X., Chen, X., Fu, C. et al. Molecular oxygen enhances H₂O₂ utilization for the photocatalytic conversion of methane to liquid-phase oxygenates. Nat Commun 13, 6677 (2022)

DOI: 10.1038/s41467-022-34563-4

https://www.nature.com/articles/s41467-022-34563-4