美国康奈尔大学的科研人员开发出一种利用阳光、水和空气生产过氧化氢的新方法。该项研究成果已在学术期刊《自然通讯》上发表。这项技术的核心在于两种名为ATP-COF-1和ATP-COF-2的光响应材料，它们能够吸收可见光并驱动水和氧气转化为过氧化氢。

目前，全球每年过氧化氢的产量达数百万吨，广泛应用于造纸漂白、废水处理、消毒及电子制造等领域。现有的主流工业生产采用蒽醌法，该工艺依赖化石燃料、产生化学废物，并需运输高浓度产品，伴随一定的安全与环境考量。农业与生命科学学院教授、研究通讯作者Alireza Abbaspourrad指出：“目前，过氧化氢是通过蒽醌法生产的，该方法依赖化石燃料，产生化学废物，并且需要运输浓缩的过氧化氢——所有这些都存在安全和环境问题。”

本研究引入的光催化材料为解决上述问题提供了潜在路径。第一作者、博士后研究员Amin Zadehnazari表示：“这些材料在可见光下能高效工作，稳定且可重复使用，预示着未来过氧化氢可以在当地生产，而不是在大型化工厂生产。”该方法基于共价有机框架设计，这类共价有机框架材料可通过结构调整来优化光吸收与电子传输性能。

研究人员认为，这项技术有望推动过氧化氢生产向分布式、低碳模式转型。Zadehnazari补充道：“挑战在于，虽然现有的蒽醌工艺有毒且不清洁，但它很便宜。我们现在正致力于研究如何使这种可持续的替代方案能够大规模地降低成本。” 若能实现规模化应用，利用太阳能进行本地化生产可减少长途运输和储存高浓度过氧化氢的需求，从而降低安全风险与碳足迹。

该项研究目前尚处于实验室阶段，团队后续工作将聚焦于材料规模的扩大、性能优化及系统集成。Abbaspourrad表示：“如果能进一步开发，这将改变我们以更环保、更分散的方式生产消毒剂和水处理剂的方式。” 这种基于光催化材料的过氧化氢生产新途径，为化工行业的绿色转型提供了一种新的技术思路。

更多信息： Amin Zadehnazari 等人，《三苯胺-四嗪共价有机框架中的电荷转移用于太阳能驱动的过氧化氢生产》，《自然通讯》(2025)。