苏州大学孙靖宇等ES&T：通过电子和几何共修饰优化无金属碳纳米反应器以促进H2O2电合成用于高效水净化

本文由苏州大学孙靖宇等人撰写，探讨了通过电子和几何共修饰优化无金属碳纳米反应器以促进H2O2电合成用于高效水净化的研究。文章首先指出了传统工业规模生产过氧化氢（H2O2）方法的不足，如蒽醌法产生不良副产物且流程复杂。研究提出了一种创新策略，通过电子和几何结构的共修饰定制无金属碳纳米反应器催化剂，以实现酸性介质中高效的氧还原反应（ORR）。通过密度泛函理论（DFT）计算和有限元方法（FEM）模拟，研究发现N和O共掺杂优化了吸附，同时稳定了O-O键，弥补了碳催化剂在酸性ORR中的不足。实验结果表明，制备的催化剂在酸性条件下对ORR表现出良好性能，产率高达预期值。此外，所生成的H2O2在废水处理中展现出高效的实用性，能在短时间内完全降解多种有机污染物，避免了额外化学药剂的添加。该无金属碳催化剂具有成本效益和能源效率优势，在绿色环保和能源高效利用的环境场景中具有巨大的潜在应用价值。