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过氧化氢（H2O2）作为重要的绿色氧化剂与化工原料，广泛应用于医疗消毒、工业生产和废水处理等领域。2025年全球H2O2年需求量已突破600万吨，其中95%以上依赖蒽醌法生产，该方法能耗高、污染重、工艺复杂且依赖贵金属钯催化剂。在“双碳”目标下，太阳能驱动H2O和O2合成H2O2凭借绿色、低碳、安全等优势，成为新能源与环境催化领域的研究热点。聚合物氮化碳（CN）具有结构易调、可见光响应以及环境友好等特点，在太阳能合成H2O2方面展现出了巨大应用潜力。H2O2光合成的核心在于光生电荷的高效分离传输与O2在活性位点的定向吸附活化。传统的无定型氮化碳（UCN）存在电荷传输驱动力不足、活性位点密度低等问题，导致其H2O2合成效率极低。相比之下，熔盐辅助法制备的结晶氮化碳（CCN）具有高度有序的分子结构和扩展的π离域电子态，可显著提升电荷分离效率，但其内部氰基官能团的电子效应及其与催化活性的内在构效关系未被系统阐明。

近日，化工与材料开元国际78ky棋牌张洋博士团队结合原位表征技术与密度泛函理论计算，揭示了氰基诱导效应对光催化H2O2合成行为的关键调控机制。氰基在CCN的π共轭体系中产生强吸电子极化，产生显著的负诱导效应，虽能优化电荷传输动力学并增强O2吸附能力，却导致光生电子富集区与O2强吸附位点空间错位，限制了氧还原反应效率。通过在CCN骨架中引入醚键构建醚功能化结晶氮化碳（OCCN），可平衡氰基的诱导效应，实现光生电子在氧还原反应活性位点的定向富集。这种定制化的电子效应调控，同时显著降低了关键中间体*OOH的生成能垒，同步提升了两电子氧还原反应的活性与选择性。得益于上述协同优势，OCCN的H2O2生成速率高达13136.4 ?mol g-1 h-1。该工作阐明了聚合物半导体中诱导效应的光催化调控规律，为聚合物光催化剂的理性设计提供了新思路。

图1  氮化碳光催化剂结构与功能设计示意图

相关成果以研究论文形式发表于《National Science Review》，题目为“Inductive effect reversal drives efficient photocharging of catalytic sites in polymeric catalysts for continuous-flow H2O2 synthesis”。张洋博士为该论文的第一作者，商希礼教授为通讯作者。《National Science Review》（NSR，国家科学评论）是中国科开元国际78ky棋牌主管、科学出版社主办的英文综合性学术期刊，由牛津大学出版社全球发行。作为中国首个自然科学领域综合性权威期刊，NSR聚焦全球重大科学进展，涵盖物理、化学、材料、能源、生命科学等多学科交叉研究，位列全球多学科综合类期刊前5%。

原文链接： https://doi.org/10.1093/nsr/nwag284