5月23日,化學化工學院師生在國際頂級學術(shù)期刊《自然·催化》(Nature Catalysis)以SnSe nanosheets with Sn vacancies catalyze H2O2production from water and oxygen at ambient conditions為題發(fā)表文章,該成果為化學化工學院在雙氧水綠色催化合成領(lǐng)域取得的突破性進展。江蘇大學為論文第一完成單位,化學化工學院博士后張馨月、材料科學與工程學院教授萬陽陽為論文共同一作,化學化工學院副教授、金山特聘教授李順為論文通訊作者,北京航空航天大學教授趙立東為共同通訊作者。
該論文提出了一種全新的動態(tài)缺陷誘導的熱催化策略,利用含Sn空位的SnSe納米片作為催化劑,僅以水和氧氣為原料,在常溫常壓下成功實現(xiàn)了雙氧水的高效合成。研究團隊發(fā)現(xiàn),SnSe納米片中引入Sn空位缺陷可顯著降低水分子解離的能壘,且Sn空位遷移及表面重構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)雙通道持續(xù)合成雙氧水,性能媲美光催化體系。該技術(shù)無需光照、電能或犧牲劑,僅利用環(huán)境熱能即可驅(qū)動反應,實現(xiàn)了完全綠色的理想合成途徑。該項成果不僅為雙氧水的綠色合成提供了顛覆性解決方案,同時為其他涉及水解離的化學過程研究開辟了新思路,有望在綠色化工、清潔能源、環(huán)境修復和生物醫(yī)學等領(lǐng)域產(chǎn)生深遠影響。

圖 a)為富Sn空位的SnSe納米片在40°C下催化水和氧氣合成雙氧水性能;圖 b)為水分子沿SnSe表面法向的濃度分布的分子動力學模擬;圖 c)為SnSe及含Sn空位的SnSe對水的解離能;圖 d)為Sn空位缺陷誘導水分子解離及雙通道生成雙氧水機理示意圖。
該項研究成果得到了國家自然科學基金、江蘇省及學校多個項目的資助。(化學化工學院 科學技術(shù)處)
論文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41929-025-01335-4