目前生产H2O2采用的是传统的蒽醌法，该方法成本高，环境污染严重，无法满足现代可持续发展的要求。太阳能驱动的H2O和O2偶联生成H2O2是一种绿色、简便的无污染合成方法，无需后纯化处理，并且原子利用率为100%。然而，其效率受到水溶液中O2溶解度低和副反应的影响。基于此，苏州大学康振辉和华中科技大学张延荣等通过在配体修饰的BiVO4上负载Pd，设计并制备了一种超疏水光催化剂(Pd/A/BiVO4)，因为Pd对O2的最高亲和力和ORR产生H2O2的优异性能，其为吸附和催化活性位点。
研究人员将(CH3O)3-Si-(CH2)3-NH2(APTMS)用作BiVO4和Pd之间的桥接配体，通过APTMS的给电子-NH2的部分电荷转移，导致Pd金属中心的电荷密度增加，进一步提高了ORR活性。更巧妙的是，Pd屏蔽了-NH2的亲水性，导致Pd/A/BiVO4具有由APTMS的C-H长链主导的疏水性。更重要的是，研究人员构建了基于Pd/A/BiVO4的三相体系，实现了对大气O2的利用，并且在这种相对分离的催化剂和产物体系中抑制了H2O2的分解。瞬态光电压(TPV)结果表明，在该反应中O2不仅作为底物，还参与构建了具有独特的光电特性的Pd-Ox(真正的催化中心)。因此，在纯水中在可见光照射下，Pd/A/BiVO4通过双途径(ORR和WOR)生成大量的H2O2(805.9 μmol g-1 h-1)，并且在循环测试中也表现出显着的稳定性。此外，其太阳能-化学转化(SCC)效率可以达到0.25%，优于大多数最新报道的金属氧化物基光催化剂。该项工作为光催化生产H2O2的催化剂设计和系统构建开辟了一条新途径。Bifunctional Pd-Ox Center at the Liquid-Solid-Gas Triphase Interface for H2O2 Photosynthesis. ACS Catalysis, 2022. DOI: 10.1021/acscatal.1c05324
