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光催化合成H₂O₂是質子耦合電子轉移（PCET）過程，光催化合成H₂O₂過程面臨著光生電子轉移和質子供應之間動力學不匹配的問題。

有鑒于此，吉林大學謝騰峰教授、汪大洋教授等報道為了解決這個問題，提出并設計了結構為TiO₂納米粒子頂部修飾碳量子點，外部包覆聚多巴胺層的核殼結構納米復合催化劑。

本文要點：

（1）

這種設計的核殼結構復合催化劑能夠在pH 1-9的區間表現穩定的催化活性，在甲醇或者水中制備H₂O₂的速率分別達到18.14 mmol g^-1 h^-1或8.66 mmol g^-1 h^-1。

（2）

這種獨特且具有pH容忍性的光催化劑創新性的使用碳量子點修飾在TiO₂核和聚多巴胺（PDA）殼之間，這種結構不僅能夠用于存儲質子緩沖局部酸性微環境，而且作為質子/電子雙重促進劑，維持質子和光生電子轉移的動力學實現匹配，因此能夠在比較寬的pH區間通過2 e^-選擇性還原O2制備H₂O₂。

參考文獻

Linjia Li, Qijing Bu, Tao Lang, Rui Zhang, Youyu Pang, Yuling Zhang, Yanhong Lin, Dejun Wang, Tengfeng Xie, Dayang Wang, Leveraging Carbon Quantum Dot Spacers as Dual Proton/Electron Boosters to Upgrade TiO2@Polydopamine Photocatalysts for pH-resilient Conversion of O₂ into H₂O₂, Angew. Chem. Int. Ed. 2025

DOI: 10.1002/anie.202501357

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202501357