自1818年Louis Jacques Thénard发现过氧化氢（H₂O₂）以来，H₂O₂在环境治理、化工合成、家具消毒等领域获得广泛应用。与传统的能源密集型蒽醌法相比，双电子电化学氧还原（2e^- ORR）生产H₂O₂提供了一种温和可行的替代方案，且避免了H₂O₂运输和储存中潜在的安全问题。

氧官能团修饰的碳材料作为2e^- ORR的高效电催化剂，已经被广泛报道。然而，活性官能团的鉴定和简单制备方法的开发依然面临着很大的挑战。近日，伦敦大学学院何冠杰和Ivan Parkin团队，与英国Diamond Light Source光源合作，采用同步辐射软X射线吸收精细结构谱（NEXAFS）分析对不同氧官能团作为2e^- ORR的活性中心提出了新的见解。

尽管SiO₂模板被广泛用来制备多孔碳材料，但是其独特的保护机制使得碳材料表面形成大量醌基官能团，还鲜有报道。

在SiO₂被NaOH或HF刻蚀后，多孔碳材料的表面氧官能团经再次退火得到可控变化。作者采用NEXAFS精确地揭示了氧官能团电子轨道在不同温度再次退火中的精确变化，并结合电化学分析揭示了醌基官能团含量与2e^- ORR性能之间的正比关系。

此外，作者呼吁重视NEXAFS测试及分析的规范性，如基底的选择和数据的归一化及拟合处理，并提供了大量可供参考的详尽过程，方便读者参考。

除此之外，小分子模拟策略被用来反向验证不同氧官能团的作用。作者采用含有单一氧官能团的有机小分子吸附在高温退火的不同碳材料上，通过电化学分析再次证实了醌基基团在2e^- ORR的优越性，尤其是具有邻位结构的菲醌基团的高选择性和活性。小分子模拟策略的使用有效避免了化学滴定法中引入其他官能团的干扰。最后，作者采用DFT计算分析证实了邻位醌基结构相比对位醌基结构的具有更优异的的OOH*吸附能。