Angew. Chem. ：Mn双原子催化剂实现酸性条件下稳定高效的过氧化氢绿色电合成

过氧化氢（H₂O₂）是一种广泛应用于消毒、漂白和绿色化工的环保氧化剂。然而，传统工业生产方法存在能耗高、污染重等问题，制约了其可持续发展。近年发展了通过电化学两电子氧还原反应（2e⁻ ORR）在现场合成H₂O₂的方法，尤其在酸性环境下，该方法更具效率与设备兼容性。但目前仍缺乏既高效又稳定的电催化材料，阻碍了其实际应用。

为此，清华大学牛志强教授团队发展出一种新型锰基双原子催化剂（Mn₂-DAC），打破了传统催化剂在酸性电解质中性能不稳定的瓶颈。该催化剂由高自旋态的Mn²⁺原子对构成，采用封装-热解策略合成，在电催化过程中实现了高选择性（>90%）、高电流密度（300 mA/cm²）及超长稳定性（240小时）。

深入的理论计算与原位表征揭示了其高效稳定的根本原因：Mn₂位点的电子结构发生优化，使得关键中间体*OOH的吸附能显著降低，有效避免了H₂O₂的进一步还原；同时，该结构对自由基的产生具有抑制作用，抑制类芬顿反应，增强了催化剂在强氧化环境下的耐久性。

更具应用前景的是，该催化剂在固态电解器中可连续合成高浓度（达7 wt%）纯H₂O₂，且无需后处理。该工作进一步展示了所产H₂O₂在聚乙烯塑料官能化中的应用，有效引入羰基和羟基等亲水性基团，提升了塑料的亲水性和粘附性。

该项工作是Mn基催化剂在酸性过氧化氢电合成中的首次报道，该成果不仅为H₂O₂的分布式绿色合成提供了技术支持，也展示了H₂O₂在废弃塑料升级过程中的价值。

论文信息

Unlocking the Potential of Mn-based Catalyst for Durable Two-electron Oxygen Reduction in Acid at High Current Densities

Helai Huang, Mingze Sun, Kai Chen, Yizhen Che, Xin Tang, Zhengwen Li, Kaiqi Nie, Shuairen Qian, Jinjie Fang, Haiyong Wang, Yanfen Wu, Qikun Hu, Yuqi Wang, Xiaohang Sun, Junliang He, Yu-Xiao Zhang, Zhongbin Zhuang, Liang Zhang, Zhiqiang Niu

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202511844

双酚A双环氧乙烷酯_diglycidyl ether diphenolate glycidyl ester_CAS:4204-81-3 2026-01-05
CK-3825076_CAS:3023452-80-1 2026-01-05
丙酰辅酶A_Propionyl CoA_CAS:317-66-8 2026-01-05
3-苯基丙酰辅酶A_3-Phenylpropionyl-CoA_CAS:117411-09-3 2026-01-05
(1S-cis)-α-Acetate 1-Hydroxy-4-(1-methylethenyl)-2-cyclohexene-1-methanol 2025-10-31
丁酰辅酶A_butanoyl Coenzyme A_CAS:2140-48-9 2025-09-05
β-羟基丁酰色氨酸_β-hydroxybutyryl-tryptophan_CAS:2227208-85-5 2025-09-05
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(2,3,6)全戊基β环糊精_Lipodex C (heptakis(2,3,6-tri-O-pentyl)cyclomaltoheptaose)_CAS:117340-78-0 2025-09-05
（4-氯苯基）-（1-苯乙基-1H-咪唑-2-基）-苯基甲醇_(4-chloro-phenyl)-(1-phenethyl-1H-imidazol-2-yl)-phenyl-methanol_CAS:49823-13-4 2025-09-05
抗蚜威-D6_Pirimicarb-d6_CAS:1015854-66-6 2025-06-20
克百威-D3_Carbofuran-D3_CAS:1007459-98-4 2025-06-20
6-[（2-碘乙酰基）氨基]己基膦酸_6-[(2-iodoacetyl)amino]hexylphosphonic acid_CAS:2587395-20-6 2025-06-20