电化学合成过氧化氢（H2O2）是一种可持续、经济且节能的方法，但由于固/液/气界面动力学缓慢且复杂仍面临诸多挑战。该研究基于硫化铜（CuS）表面微环境的理论探讨，提出硫化铜中的钴掺杂和边缘缺陷在热力学上有利于二电子氧还原反应（2e−-ORR）途径，从而促进H2O2的生成。为了验证理论预测，该团队成功合成了具有交错排列的六边形层状硫化铜结构催化剂，且催化剂片层边缘分布着不连续的钴掺杂剂和互补缺陷（Co-CuSED）。这种设计优化了电催化界面的微电子结构，提高了2e−-ORR选择性。优化后的Co-CuSED催化剂实现了高达1.10 mol gcat−1 h−1的H2O2产率。此外，在双阴极系统中使用该催化剂进行原位H2O2生成，实现了有机染料的快速降解，20分钟内效率达到92%。该成果提出了一种环保、经济且高效的H2O2电合成策略，在废水处理方面具有巨大潜力。

《Chemical Science》（影响因子：7.5），作为英国皇家化学会的旗舰期刊，自2015年起即采用免费开源模式以加速科学传播。因其卓越品质被认定为自然指数期刊、中国科学院一区TOP期刊，是化学领域的权威标杆。

青岛农业大学化学与药学院硕士研究生孙昌慧为该论文第一作者；青岛农业大学化学与药学院王杰教授和龚良玉教授为该论文共同通讯作者。该研究受到国家自然科学基金、山东省自然科学基金、中国博士后基金等项目资助。

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https://doi.org/10.1039/D5SC06179B