闫 啸， 石文武， 王新中

（深圳信息职业技术学院 信息技术研究所，广东 深圳 518172）

1 前言

过氧化氢（H2O2）是一种绿色可再生、环境友好型氧化剂，广泛应用在精细化工、污水处理、纸业漂白、环境修复、家用消毒等多种领域，被列为全球一百种最重要的化学物质之一[1,2]。近年来，H2O2也被视为一种潜在的绿色能源载体，其完全氧化时约可释放 96 kJ mol−1的能量，且氧化产物仅为H2O和O2[3]。H2O2的70%浓度水溶液能量密度约为 0.75 kWh L−1，接近压缩 H2（350 MPa）。此外，H2O2储存方便，无需压缩或低温保存，因而可被用作可持续的零碳长效能源存储介质[4]。

目前，全球超过95%的H2O2生产依赖以H2和O2为原料的“蒽醌法”[5,6]。蒽醌作为反应载体首先在催化剂的作用下发生加氢反应得到对应的氢醌，该中间体被分离后通过空气进一步氧化形成蒽醌与H2O2。随后H2O2被用大量水从有机相中萃取分离，得到浓度为1%～2%的H2O2水溶液，再根据实际需求蒸馏浓缩H2O2得到浓溶液，有机相中的蒽醌则可以循环使用。该工艺存在诸多不足如：能耗高，生产工艺流程复杂，原料和产物转移和储存困难、安全隐患严重等。因而，亟需开发可绿色生产H2O2的替代工艺，特别是满足分布式现场应用需求。

电催化二电子氧还原合成H2O2的研究近来广受关注。该过程可在温和条件下（常温常压）利用可再生能源（风能和太阳能等）驱动，以空气和水为原料直接高效高选择性地合成过氧化氢，是一条环保、绿色的工艺路线[7]。已有大量研究工作重点关注催化剂的优化，特别是在催化剂活性，催化选择性和长期稳定性等方面取得快速进展[1,2,5,8-13]。……