在纤维素中通过缺陷工程实现常压条件下压电催化生成过氧化氢

《Chemical Communications》：Defect engineering in cellulose for piezocatalytic generation of hydrogen peroxide under ambient conditions

本研究通过氧空位缺陷工程处理棉纤维素，显著提升了其在常温无牺牲剂水溶液中超声振动条件下的过氧化氢生成性能。经2小时处理后，缺陷纤维素（330.4 μM）的H2O2浓度是原始纤维素的9.2倍，超过多数无机压电催化剂。机理表明氧空位有效促进了压电电荷的分离与转移，为开发高效环保的生物质基压电催化剂提供了新途径。

　　

本文采用氧空位（OVs）缺陷工程技术对棉基纤维素进行处理，以提高其压电催化性能，从而增强过氧化氢（H?O?）的生成能力。在常温常湿的水环境中，无需使用任何牺牲剂，含有氧空位的纤维素（cellulose–OVs）经过2小时的超声振动后，能够生成330.4 μM的过氧化氢浓度。这一浓度是原始纤维素（35.9 μM）的9.2倍，超过了众多代表性无机压电催化剂的生成效果。机理研究表明，氧空位显著促进了压电电荷的分离与传输。这项工作展示了通过缺陷工程技术制备高性能天然生物质基压电催化剂的方法，为可持续的过氧化氢生成提供了潜在的应用前景。