王灵芝/张金龙教授团队Angew：富质子海藻酸盐–石墨烯水凝胶微反应器用于光催化合成过氧化氢

主要观点总结

本文介绍了以海藻酸盐组装硫化镉/还原氧化石墨烯（CdS/rGO）构建富质子水凝胶微反应器（M(n)@ACG）进行光催化合成过氧化氢的研究。该研究通过提高质子供应和调节电子分布实现高活性和高选择性。涉及水凝胶组装的Ca(II)@ACG催化剂的H2O2产率、循环稳定性及与其他催化剂的比较等关键内容。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

光催化合成过氧化氢技术利用太阳能，以化学能形式实现间歇性和分布式的能量储存，通常通过耦合二电子转移的氧还原反应（ORR）和水氧化反应（WOR）来合成H2O2。

关键观点2: 研究亮点

利用海藻酸盐组装硫化镉/还原氧化石墨烯（CdS/rGO），构建了富质子的水凝胶微反应器（M(n)@ACG）。该微反应器通过调节质子传递和电子分布，提高了ORR反应速率，实现了高H2O2产率和良好的循环稳定性。

关键观点3: 重要发现

1. 水凝胶组装的Ca(II)@ACG催化剂的H2O2产率达到204.30 μM h–1。2. 与传统粉末催化剂CdS/rGO相比，Ca(II)@ACG具有更好的循环稳定性和更高的活性。3. 通过调节Lewis金属离子的种类，可以调控光催化活性。

关键观点4: 研究展望

综合研究结果表明，在亲水、亲氧的水凝胶中，富质子微环境促进了O2在石墨烯上的快速质子化，而石墨烯上α-碳位点与*OOH之间的相互作用强度决定了O–O键的保留。本研究为解决环境和能源问题提供了有益的参考和启示。