近日，北工大材料与制造学部郑坤教授及合作者在揭示Ni单原子位点在光催化H2O2表面反应中的结构演化机制研究中取得重要进展。11月6日，研究成果“Developing Ni single-atom sites in carbon nitride for efficient photocatalytic H2O2 production”(DOI: 10.1038/s41467-023-42887-y)以论文形式发表在国际权威期刊《Nature Communications》上。材料与制造学部博士研究生张旭和湖南师范大学特聘教授苏徽为共同第一作者，北京工业大学郑坤教授、 中国科学院理化技术研究所张铁锐研究员、中国科学技术大学刘庆华研究员为通讯作者。

过氧化氢（H2O2）作为世界百大化学品之一，既是一种高价值的绿色氧化剂，也是一种新兴的清洁液体燃料，被广泛应用于医疗灭菌、印刷、漂白、废水处理等领域，与人类生活和社会发展密切相关。光催化双电子氧还原法(2e- ORR)制备H2O2是一种绿色且有前景的研究途径。然而，整个光催化2e- ORR系统中催化活性位点的结构演化机制尚不清楚，严重阻碍了高活性、稳定的H2O2光催化剂的设计和开发。

郑坤教授及合作者提出了一种基于g-C3N4载体的普适性高负载量单原子光催化剂的通用策略，通过一系列原位/准原位光谱学表征和理论计算，阐明了在光催化表面反应中活性位点的结构演化与其高活性/高选择性H2O2性能之间的关系，开创性地揭示并理解活性位点动态结构演化引起的催化增强机制，为合理开发高活性光催化剂和深入理解光催化提供了新的视角。

郑坤教授团队长期聚焦于材料/器件中的微观缺陷与宏观性能相关联的研究，利用各种结构表征技术手段，在原子层次上理解微结构对材料性能的影响，进而提出材料优化改性的策略，实现高性能材料或器件的开发设计。该成果是近期继Nature Energy (2021, DOI：10.1038/s41560-020-00768-4)，Nature Communications (2023，DOI：10.1038.s41467-023-39342-3)，Energy & Environmental Science（2022，DOI: 10.1039/D1EE02369A），Advanced Materials（2022，DOI:10.1002/adma.202205715），Applied Catalysis B: Environmental (2022，DOI:10.1016/j.apcatb.2021.120736）之后的又一突破性进展。