如何绕过传统的双电子氧还原途径仍然是提高H2O2光合作用效率的一个重要问题。利用氧化还原中间体是实现优异光催化活性的一种有前途的方法。在这里，江南大学董玉明、清华大学朱永法合作设计了一种具有光还原羰基的聚酰亚胺气凝胶，作为新型的光催化剂制H2O2。在光激发下，光催化剂表面的羰基被还原，形成阴离子自由基中间体。生成的中间体被O2氧化生成H2O2，随后恢复羰基初始状态，完成光催化氧化还原循环。自由基阴离子介导的光催化氧化还原循环新途径，不仅促进了氧的吸附，而且降低了O2还原反应生成H2O2的能垒。实现太阳能到化学能的转化效率为0.92%，在420±10 nm处的表观量子效率为14.28%。此外，进一步证明其宏观结构光催化剂实际应用的价值，面积为0.5平方米的自支撑聚酰亚胺气凝胶暴露于自然光照6小时，光合成H2O2能力可达34.3 mmol m2。相关论文以“A photocatalytic redox cycle over a polyimide catalyst drives efficient solar-to-H2O2 conversion”为题，发表在Nature Communications。
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