过氧化氢（H₂O₂）是重要的绿色氧化剂，用途广泛。其中，高纯H₂O₂（电子级）作为电路板清洁剂对电子信息工业具有重要意义。然而，利用现有的工业生产方法—蒽醌法以及当前正在热点开发的贵金属催化H₂/O₂直接合成法，都不能直接得到高纯H₂O₂产品。而通过提纯和浓缩生产高纯H₂O₂危险性大且能耗高。

郭洪臣教授团队易颜辉讲师一直致力于H₂/O₂等离子体法直接合成高纯H₂O₂的研究。前期研究表明H₂O₂主要通过自由基链终止反应机理生成（Angew. Chem. Int. Ed., 2013, 52, 8446-8449），安全性高；通过设计列管式反应器，达到小规模放大合成，得到了浓度为65 wt%的高纯H₂O₂（AIChE. J., 2014, 60, 415-419）；此外，进一步优化反应条件，选择性地活化H₂可提高H₂O₂选择性，得到浓度为90 wt%的高纯H₂O₂（Chem. Eng. J., 2017, 313, 37-46）。然而，低产率和高能耗仍是制约等离子体合成H₂O₂应用的关键。

最近，该团队在提高H₂O₂收率和降能耗方面取得重要进展。通过实验发现Ar和H₂O分子共同参与的H₂/O₂/Ar/H₂O等离子体反应可将H₂O₂收率提高140%，并且降低70%的能耗。Ar分子在等离子体条件下产生的亚稳态Ar*物种（1s⁵ 和1s³）可选择性地促进H₂解离，从而加速中间态物种•HO₂自由基的生成。H₂O分子不仅能提高自由基反应•H + O₂ → •HO₂的速率系数，而且可以与•HO₂自由基形成HO₂•H₂O复合物，该复合物可显著提高•HO₂ + •HO₂ → H₂O₂ + O₂的反应速率系数，进而加速合成H₂O₂，降低能耗。Ar分子和H₂O分子起到了催化剂的作用，该研究首次提出了等离子体条件下Ar和H₂O的单分子催化效应。相关成果发表于AIChE Journal, 2018, 64, 981-992，论文第一作者易颜辉讲师，通讯作者郭洪臣教授。