过氧化氢（H2O2）是一种多用途的氧化剂，在工业、医药和环境保护等领域得到了广泛应用。传统过氧化氢的生产方式（蒽醌氧化法）是一个多步复杂的过程，该过程伴随着大量的能量输入和有机副产污染物生成，因此该路径并非一个绿色可持续的生产方法。同时，由于过氧化氢的化学性质不稳定、易爆的特殊性，导致运输距离受限、行业产能分散，生产布局与市场容量很不对称。人们提出一条路径是由氢气和氧气直接合成过氧化氢，这种方法比目前工业技术路线具有更高的原子经济性，受到了学者们的广泛关注。但是氢氧直接合成过程中一个不可忽略的首要考虑的问题是氢氧混合的爆炸极限很宽因此存在很大的安全隐患，这不符合安全化工的理念，为解决该问题所带来的附加成本又是高昂的，与此同时，该过程伴随着过氧化氢的分解、还原以及生成水的副反应，这些反应在热力学的角度来看都是极易发生的，提高反应的选择性也成为了需要攻克的另一个难题。因此开发现制即用、分散式的过氧化氢工艺具有重要意义，氧还原电化学方法为H2O2生产提供了一条有力的途径。针对传统电化学方式制备过氧化氢存在氧气传质受限，导致氧气利用率低的问题，本文提出了采用脉冲电化学工艺制备过氧化氢，首先通过析氧反应在催化剂表面原位生成氧气，继而设置还原电位，氧气经过二电子还原过程得到过氧化氢，在反应过程中无需持续通入氧气，从而避免了氧气的大量浪费。脉冲电化学工艺包含了析氧反应和氧还原反应两个过程，析氧反应速率与氧还原反应速率的匹配对于提高过氧化氢产量及选择性具有重要意义。在这里，我们通过调节脉冲电位、脉冲宽度实现反应物吸附-电化学反应-产物扩散之间的协同作用。首先，以玻碳为催化剂验证了该工艺的可行性，在除氧、液封的密闭体系中，通过脉冲电化学方法得到过氧化氢的浓度为132 μM/(h·cm2)。为了提高过氧化氢的产量，将催化氧还原反应性能优异的催化材料钯用于该体系进行测试，由于其催化析氧反应效果不佳，因此得到的过氧化氢产量较低。我们进一步将催化析氧反应性能优异的催化材料镍用于该反应体系进行测试，结果表明镍催化氧还原反应的活性一般，在氧化还原电位交替进行下结构不稳定，其催化制备过氧化氢的产量为166 μM/(h·cm2)。针对单一催化材料存在双功能活性一般以及耐久性差的问题，通过将氧还原活性材料与析氧活性成分混合，开发了双功能催化剂。在镍中加入锌，制备了镍-锌催化剂，利用其加成效应提高了催化氧还原反应的性能，过氧化氢的产量达到了485 μM/(h·cm2)，是镍的近三倍，并能持续工作5 h以上，催化性能稳定。将脉冲电化学方法制备的过氧化氢直接应用于丙烯氧化过程，根据丙烯氧化反应受溶液酸碱度影响产物不同，在碱性环境中定向制备了正丙醇，其产率为53.1 μmol/h；在酸性环境中定向制备了己酸，其产率为5.58 μmol/h；在中性环境中定向制备了环氧丙烷和乙二醇，其产率分别为1.9 μmol/h和2.2 μmol/h。