过氧化氢是一种绿色氧化剂，在工业、医药和环境中有多种用途。过氧化氢合成主要通过催化氧还原反应进行，包括电催化、光催化、酶催化和传统的多相催化。工业上合成过氧化氢主要采用成熟的蒽醌工艺，以蒽醌为反应中间物，利用氢气和氧气合成过氧化氢。近几年来，通过电催化和光催化氧气还原反应来现场生产过氧化氢的方法引起了广泛的研究兴趣。然而，这类方法的实际应用一直受到低活性和复杂设备要求的限制。

过氧化氢也可以通过酶促反应在温和可控的条件下生成。该类反应由各种氧化酶催化，如葡萄糖氧化酶、乙醇氧化酶和甲酸氧化酶。因此，模拟天然酶的催化性质为原位生产过氧化氢提供了一种新的途径。

近日，受到天然酶催化过氧化氢合成过程的启发，长春应用化学研究所的董绍俊院士团队合成了PtAu合金纳米粒子，以模拟甲酸氧化酶用于过氧化氢的合成。在酸性条件下，该催化剂合成过氧化氢的最高产率为7.2 mol g_cat^-1 h^-1。

甲酸需氧氧化主要分为甲酸脱氢和氧气还原两个步骤。密度泛函理论计算表明，铂催化甲酸脱氢氧化的活性远高于金。但是铂催化氧气还原主要生成水。金催化甲酸脱氢活性较低，但是催化氧气还原主要生成过氧化氢。而对于PtAu合金，催化甲酸脱氢的活性不仅高于铂，同时催化氧气还原成过氧化氢的选择性也远高于铂。因此，PtAu合金有希望用于模拟甲酸氧化酶来实现过氧化氢的合成。

实验结果表明，PtAu合金催化甲酸脱氢的效率和催化氧气还原为过氧化氢的选择性高于单金属铂，从而保证了过氧化氢的高收率。虽然PtAu合金的转换频率低于天然甲酸氧化酶，但是PtAu合金的质量活性是天然甲酸氧化酶的3倍。此外，PtAu合金催化过氧化氢合成的最大反应速率比大部分报道的电催化剂高1个数量级，比光催化剂高4个数量级。