近日，我院杨娟教授团队的最新研究论文“Isolated Ni Atoms for Enhanced Photocatalytic H₂O₂ Performance with 1.05% Solar-to-Chemical Conversion Efficiency in Pure Water”在《纳米快报》（Nano Letters）上在线发表。江苏大学为第一完成单位，金诚、申浩、李金河为论文共同第一作者，我院杨娟教授、孙中体资格教授与刘芹芹教授为论文共同通讯作者。

半导体光催化合成过氧化氢是近年的研究热点之一。然而，太阳能-化学能转换效率低下仍是亟待解决的关键问题。在众多影响因素中，过氧化氢易分解为羟基自由基的现象往往被忽视，且缺乏有效的调控手段。采用具有d带可调的过渡金属作为催化活性中心，为实现产物快速解吸、平衡中间产物的吸附与解吸提供了有效解决方案。镍基催化剂凭借其卓越的活性和稳定性，在氧还原反应领域备受瞩目。然而，镍物种与载体材料之间复杂多变的配位结构，给d带中心的精确调控带来了不确定性，增加了构建高效催化活性位点、促进过氧化氢生成并抑制其分解的难度。

本研究利用单原子催化剂特殊的物理化学性质，通过简单的浸渍煅烧法成功构建了孤立的镍原子催化剂，并实现了高效光催化双氧水制备。在纯水中无牺牲试剂条件下，太阳能-化学能的转化效率高达1.05%。研究表明孤立镍原子位点有效地优化过氧化氢合成热力学/动力学过程，促进过氧化氢释放并防止产物分解。该工作通过d带调控成功实现了高效过氧化氢光合成，为推进高效太阳能-化学能转换体系提供了全新的视角。

该研究成果得到了国家自然科学基金项目和中国博士后基金的资助，计算资源得到并行计算和曙光超算中心的支持。

文章链接：https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.4c04573

（材料学院）