湖南大学何清团队Adv. Mater.：超蕃单分子酶研究新进展—光催化高效高选择性产生过氧化氢

背景：过氧化氢是一种重要的基础化学品，传统工业制备方法存在能耗高、工艺复杂等问题，开发绿色、高效、高选择性的生产新策略是迫切需求。光催化技术利用太阳能、水和氧气合成过氧化氢，被视为极具潜力的替代方案，但现有光催化剂多为复合材料，存在结构异质性强、活性位点不清晰等瓶颈。研究目的：湖南大学何清团队受天然酶启发，提出“单分子酶”催化体系，旨在通过设计原子级结构精确的离散分子催化单元，模拟天然酶的高效高选择性催化，并应用于光催化过氧化氢合成。结论：该团队成功构筑了共价有机超蕃笼催化剂，特别是通过后修饰“打结”策略得到的SUPE-ptz-2，在分子内部实现了氧化还原位点的空间分工与协同，表现出卓越的光催化性能：过氧化氢生成速率高、2e⁻氧还原选择性达93%、表观量子效率高达29.19%。该研究从分子层面揭示了高效催化的机理，为设计下一代无金属光催化剂、实现可持续氧化剂生产提供了新蓝图。