为碱土金属过氧化物合成而开发的新型自清洁电极

金属过氧化物(MO2，​​M=Ca、Sr、Ba)是过氧化氢(H2O2)的替代品，具有氧化性好、化学稳定性好、纯度高、易于储存运输等优点，在废水处理和消毒方面有着广泛的应用。

中国研究小组通过构建高活性催化剂的微纳结构并进行适当的表面改性，开发出一种新型自清洁电极，实现了碱土金属MO2的高稳定合成。该研究成果发表在《自然纳米技术》上。

目前MO2的主要合成过程涉及H2O2的快速分解，导致H2O2的利用不足。

此项研究由中国科学院宁波材料技术与工程研究所陆志毅教授牵头，与上海交通大学贾金平教授合作完成，研究人员提出了一种原位电化学合成工艺，以减少经济损失并降低H2O2运输和储存过程中的爆炸风险。

双电子电化学氧还原(2e-ORR)产生的高浓度H2O2可以在电极表面高效转化为MO2，​​然而固体MO2产物在电极表面的严重粘附会直接导致系统停止运行。

为了降低表面黏附力，研究小组构建了一种掺杂镍的含氧碳电极，该电极表面涂有聚四氟乙烯涂层(T-NiOC)，具有微纳米结构和低表面能，大大减少了固液接触面积，有利于原位生成的MO2从自清洁电极表面快速脱落。

T-NiOC电极在电化学合成MO2时在电流密度50mAcm-2下表现出~99%的累积选择性和超过1,000小时的稳定性，从而展现出广阔的应用潜力。

与H2O2相比，合成的CaO2在水力空化(HC)降解四环素方面表现更佳。