电催化双电子氧还原反应(2e^-ORR)是一种新兴的过氧化氢(H₂O₂)生产途径，与经典的蒽醌工艺相比，2e^-ORR具有安全性高、操作简单、环境友好等诸多优点。高性能过渡金属硫属化物(TMCs)作为碱性介质中双电子氧还原反应(2e^-ORR)的电催化剂，有望用于高效生产过氧化氢(H₂O₂)，但对其合理设计和合成仍具有挑战性。

基于此，华东师范大学余承忠、刘超和武汉理工大学赵焱等成功制备出钛掺杂的硫化锌钴中空超结构(Ti-ZnCoS HSS)电催化剂，其能够高效生产H₂O₂。

Ti-ZnCoS HSS通过两步法合成：第一步，通过在NH₂-MIL-125表面直接生长ZnCo-ZIF纳米晶体，制备核壳NH₂-MIL-125@ZnCo-ZIF杂化MOF前体；第二步，对前体进一步硫化处理，ZnCo-ZIF纳米晶转化为相互连接的ZnCoS纳米笼，而NH₂-MIL-125“纳米饼”被蚀刻形成一个大空腔。同时，分解的Ti物种部分结合到ZnCoS中，产生具有中空结构的三金属Ti-ZnCoS HSS。

价带光谱测试和密度泛函理论(DFT)计算表明，与单金属或双金属组合物相比，多金属复合材料可以将电催化剂的d带中心调整为氧中间体的最佳吸附；中空的超结构导致更多的活性位点并加速了物质和电子转移。

因此，由于协同的d带中心和超结构工程，Ti-ZnCoS HSS 表现出优异的2e^-ORR性能，具有≈98%的高选择性和高的H₂O₂产率(675 mmol h^-1 g_cat^-1)，是迄今为止报道的最好的2e^-ORR电催化剂。该项工作揭示了原子和纳米尺度上的协同增强作用，这为设计更高效的2e^-ORR催化剂提供了指导。

Trimetallic Sulfide Hollow Superstructures with Engineered d-Band Center for Oxygen Reduction to Hydrogen Peroxide in Alkaline Solution. Advanced Science, 2022. DOI: 10.1002/advs.202104768