深圳大学微纳光电子学研究院教育部二维材料光电科技国际合作联合实验室苏陈良教授课题组联合九州工业大学横野照尚(Teruhisa Ohno)教授和南洋理工大学刘彬副教授（深大访问教授）国际化团队在Nature Catalysis发表单原子光催化制备H₂O₂重要成果。他们开发了一种锑单原子光催化剂(Sb-SAPC, 分散在二维半导体材料氮化碳表面和内部的Sb原子)， 用于在可见光辐照下在水和氧混合物中无牺牲光催化H₂O₂合成。值得注意的是，在420 nm处的量子效率为17.6%, 同时实现了0.61%的光化学转换效率。该催化剂仅对两电子光催化氧还原(ORR)具备非常好的催化效果，不会受到水中质子(潜在的氢还原反应)的影响。根据同位素实验和先进的光谱表征, 发现O₂对孤立的Sb原子位点的吸附是端对端吸附(end-on), 这促进了Sb-μ-过氧化物(Sb-OOH)的形成，有效减少了氧氧键断裂,为H₂O₂的生产提供了高选择性的2e- ORR途径。通过分析时间分辨密度函数理论计算所获得的波函数, 取得如下结论：体相Sb可以为载流子的分离和迁移提供高效的途径；Sb单原子位点可以吸引富集电子的同时, 使得相邻的melem单元上集中了高浓度空穴, 从而高效促进2e- ORR 和4e- 水氧化反应(WOR)。该成果以“Atomically dispersed antimony on carbon nitride for the artificial photosynthesis of hydrogen peroxide”为题发表在Nature Catalysis上。