Génération améliorée de peroxyde d'hydrogène catalytique par interface via l'oxydation de l'eau à un électron

Résumé La piezo-catalyse, qui permet d'exploiter l'énergie mécanique naturelle, est une technologie idéale pour la synthèse du peroxyde d'hydrogène (H 2 O 2 ), mais elle reste encore un défi. Dans cette étude, un ZnO recouvert d'une couche de carbone (C-ZnO) avec une structure électronique modulée est construit pour la génération de H 2 O 2 par piezo-catalyse. La couche de carbone offre non seulement plus de sites actifs mais induit également une meilleure réponse piézoélectrique aux stimuli mécaniques. En conséquence, le C-ZnO optimisé présente une activité piézo-catalytique ultrahaute pour le rendement en H 2 O 2 avec un taux de 294 µM h −1 dans l'eau pure. Le calcul théorique démontre que l'interaction à l'interface induit une redistribution des charges, conduisant à une accumulation de trous à la surface, ce qui favorise l'oxydation de l'eau à un électron. De plus, le C-ZnO affiche d'excellentes performances piézo-catalytiques pour la dégradation de différents polluants. Cette étude propose non seulement une voie prometteuse (exploitation de l'énergie mécanique) pour la production efficace de H 2 O 2 dans l'eau pure, mais ouvre également une nouvelle voie pour concevoir des systèmes piézo-catalytiques hautement actifs pour la dégradation des polluants.