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非配位结构调控
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“分子钥匙”实现过氧化氢“即产即用”
科技日报· 2025-06-03 09:01
记者5月27日从天津大学获悉,该校材料科学与工程学院教授梁骥团队通过独特的层间氢键设计, 成功开发出一种高性能电催化剂,实现了绿色过氧化氢(H2O2)的高效合成,让过氧化氢合成有望实 现"即产即用"。相关研究成果近期发表于国际期刊《自然·通讯》。 "与传统催化剂依赖金属中心电子结构不同,我们通过设计材料的分子堆积方式,利用氢键等非共 价键作用力,实现了对催化反应的精准调控。"梁骥介绍。这种别出心裁的"非配位结构调控"策略,为 新型电催化材料的研发打开了一扇全新的大门。 测试表明,在中性和碱性环境中,该催化剂制备过氧化氢的产率远超同类产品。在人工海水中,制 得的过氧化氢质量浓度可快速积累到1%,而在碱性溶液中则可快速积累到3%,均达到了污染物降解、 杀菌等需求的实用标准。例如,利用该材料在生理盐水中制备过氧化氢仅30分钟后即可对大肠杆菌等致 病菌实现100%的杀灭率,并对毒性有机染料实现快速降解。 这项突破性研究直指传统过氧化氢生产痛点。作为重要的氧化剂和消毒剂,过氧化氢2024年全球需 求量高达600万吨。然而,95%的过氧化氢依赖高能耗的蒽醌法生产,不仅存在安全隐患,还会造成环 境污染。电化学合成技术可直接 ...
绿色过氧化氢有望“即产即用”   
中国化工报· 2025-05-28 10:21
5日26日,天津大学对外宣布,该校材料与工程学院梁骥教授团队通过独特的层间氢键设计,成功开发 出一种高性能电催化剂,实现了绿色过氧化氢的高效合成,且有望实现"即产即用"。相关研究发表于期 刊《自然·通讯》。 这种新型催化剂,不仅有望破解传统生产工艺高能耗、高污染难题,还在中性和碱性环境以及复杂水质 中展现出良好的适用性。目前,研究团队正在优化制备工艺,推动技术从实验室走向工业化生产线,力 争早日实现对传统高污染工艺的替代,助力绿色化工目标实现。 为解决上述难题,梁骥团队研发了一种镍基金属有机框架材料。该材料具有独特的层状结构,使镍活性 中心与相邻层的氨基基团形成"层间氢键"。该效应犹如一把"分子钥匙",使该材料对于电合成过氧化氢 的催化能力精准匹配理论最优值,既保证了反应活性,又大幅抑制了副反应发生。与传统催化剂依赖金 属中心电子结构调控不同,研究团队通过设计材料的分子堆积方式,利用氢键等非共价键作用力,实现 了对催化反应的精准调控。这种"非配位结构调控"策略为新型电催化材料的研发提供了崭新的思路,未 来可拓展应用于更多化学反应体系。 测试表明,在中性和碱性环境中,该催化剂制备过氧化氢的产率远超同类产品。在人 ...