桑志远， 侯 峰， 王思惠， 梁 骥,

（1.天津大学材料科学与工程学院，先进陶瓷与加工技术教育部重点实验室，天津 300350；2.天津中德应用技术大学航空航天学院，天津 300350）

1 前言

过氧化氢（H2O2）是一种环境友好的氧化剂和消毒剂，广泛用于废水处理、纸张/纸浆漂白和细菌/病毒消除等[1-5]。为满足日益增长的工业和生产需求，2024年H2O2全球产量预计超过600万吨[6]。目前，约99%的H2O2通过蒽醌法合成，但这一方法却面临着巨大的能源消耗、环境污染和安全隐患问题[4,7]。具体来说，蒽醌法是在昂贵的Pd催化剂存在条件下，以2-乙基蒽醌（EAQ）为载体，在特定的反应塔内经过连续的加氢和氧化反应，获得H2O2。一方面，氢气和氧气的连续使用，会增加反应塔内剧烈燃烧和爆炸的风险；另一方面，运输和储存过程中H2O2的分解问题也会造成一定的安全隐患。为提高H2O2纯度，降低H2O2分解速率，常需要反复的萃取和提纯工艺，这一过程进一步加剧了能源和资源消耗。与之相比，电催化制备H2O2，特别是通过二电子氧还原反应（2e-ORR）合成H2O2，不需要昂贵的催化剂、不存在H2和O2共存的环境、不需要庞大的反应基建设备，即可实现原位的电化学合成过程，具有安全、便携、绿色的优势，受到越来越多的科研工作者的重视[8-14]。

氧还原反应通常包括两条反应途径：（1）二电子氧还原过程（2e-ORR）产生 H2O2；（2）四电子氧还原过程（4e-ORR）生成H2O[3,15]。从热力学角度来说，四电子氧还原过程更加稳定且易进行；从动力学角度来说，2e/4e-ORR反应途径均通过吸附在催化剂表面上的O2分子还原得到相同的反应中间体（*OOH），调控该反应中间体的在催化剂表面的吸附和脱附，可在一定程度上实现二电子氧还原路径的诱导和H2O2的生成（示意图1）。……