5月23日,化学化工学院师生在国际顶级学术期刊《自然·催化》(Nature Catalysis)以SnSe nanosheets with Sn vacancies catalyze H2O2production from water and oxygen at ambient conditions为题发表文章,该成果为化学化工学院在双氧水绿色催化合成领域取得的突破性进展。江苏大学为论文第一完成单位,化学化工学院博士后张馨月、材料科学与工程学院教授万阳阳为论文共同一作,化学化工学院副教授、金山特聘教授李顺为论文通讯作者,北京航空航天大学教授赵立东为共同通讯作者。
该论文提出了一种全新的动态缺陷诱导的热催化策略,利用含Sn空位的SnSe纳米片作为催化剂,仅以水和氧气为原料,在常温常压下成功实现了双氧水的高效合成。研究团队发现,SnSe纳米片中引入Sn空位缺陷可显著降低水分子解离的能垒,且Sn空位迁移及表面重构能够实现双通道持续合成双氧水,性能媲美光催化体系。该技术无需光照、电能或牺牲剂,仅利用环境热能即可驱动反应,实现了完全绿色的理想合成途径。该项成果不仅为双氧水的绿色合成提供了颠覆性解决方案,同时为其他涉及水解离的化学过程研究开辟了新思路,有望在绿色化工、清洁能源、环境修复和生物医学等领域产生深远影响。

图 a)为富Sn空位的SnSe纳米片在40°C下催化水和氧气合成双氧水性能;图 b)为水分子沿SnSe表面法向的浓度分布的分子动力学模拟;图 c)为SnSe及含Sn空位的SnSe对水的解离能;图 d)为Sn空位缺陷诱导水分子解离及双通道生成双氧水机理示意图。
该项研究成果得到了国家自然科学基金、江苏省及学校多个项目的资助。(化学化工学院 科学技术处)
论文链接:https://www.nature.com/articles/s41929-025-01335-4