Angew. Chem. : X射线光谱揭示碳化过程中双核位点的形成机制

  • A+

单原子催化剂(SAC)由于具有高原子利用率和独特的电子态,引起了广泛的关注与兴趣。然而,由于催化反应涉及多步骤,以及复杂中间体的解离和耦合,SAC在多数反应中的存在很大局限性。实现中间体的双齿吸附的一个有希望的方法是构筑双核位点催化剂。了解双核金属位点的形成机制对优化局域结构和设计理想的双核位点催化剂是至关重要的。


在此研究背景下,中国科学技术大学国家同步辐射实验室姜政教授,上海高等研究院徐庆副研究员以及东华大学李小鹏教授利用控温原位X射线吸收光谱(XAS)测量方法,实现了Zn/Co双金属视角下的原位观测,揭示了从共价有机框架(COF)和金属有机框架(MOF)界面碳化形成高密度双核位点的过程。



1

图1. 控温同步辐射X射线吸收光谱探究双框架界面向高密度双核位点催化剂的演变过程。

2

图2. 提出热驱动过程中双核位点的形成机制。

3

图3. 双核位点催化剂的电催化ORR的实验与理论评估。

基于控温原位XAS的观察,部分的Co-Zn位点在升温过程中(600~700℃)的开始形成,而更多的双核位点(Co-Zn、Co-Co和Zn-Zn)则是在冷却过程中形成的。通过电催化氧还原反应的评测,双核位点催化剂比单金属位点有明显优势。此项研究揭示了异核双原子位点的热解演化机制,为低核位点催化剂的设计和优化提供启发。

文信息

Construction of High-Density Binuclear Site Catalysts from Double Framework Interfaces at the Cooling Stage

Shuai Yang, Yao Wei, Xuewen Li, Jianing Mao, Bingbao Mei, Prof. Qing Xu, Prof. Xiaopeng Li, Prof. Zheng Jiang

本文的第一作者是中国科学院上海应用物理研究所博士生杨帅(现为上海科技大学博后)和韦尧。


Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202313029

weinxin
我的微信
关注我了解更多内容

发表评论

目前评论: