JACS!TableXAFS谱仪助力原位电催化实验又一重磅成果
时间:2024-04-07 阅读:727
近年来,各类原位XAFS(in-siuXAFS或operando XAFS)实验技术得到了广泛的关注与应用,并解决了很多关键的科学问题。通常而言,原位XAFS技术可以探测所用材料及目标元素的物相、氧化态、近邻配位等结构信息在真实工作状态下的的动态演化过程,但同时原位XAFS的研究对于实验室级别的XAFS仪器性能与配套的实验装置开发提出了更高的要求。
自2023年5月以来,创谱仪器基于TableXAFS谱仪为多个顶尖课题组完成了多项原位XAFS实验,部分成果发表在JACS,Angew,nature comm,ACS Energy Lett等高水平期刊上。创谱仪器秉持让短波光谱技术为科学研究提供更先进工具的责任与使命,持续用实事求是的数据助您实现“想测就测、随时可测”的XAFS自由!
近日,深圳大学何传新教授研究团队针对Co3O4催化硝酸根电还原(NO3RR)过程中活性位点尚不明确的科学问题,尝试通过合成和比较Co3O4、MgCo2O4和CoAl2O4的NO3RR活性来建立几何位置-活性的关系。成果以“Designing Efficient Nitrate Reduction Electrocatalysts by Identifying and Optimizing Active Sites of Co-Based Spinels”为题发表在化学顶级期刊《Journal of the American Chemical Society》上。
图4. (CuxCo1-x)Co2O4的XPS表征和NO3−RR性能研究。在这项工作中,我们试图在不减少高活性CoOh数量的条件下,通过用其他阳离子(即Cu2+)替换部分CoTd来调整CoOh位点的电子结构。考虑到具有3d9电子构型的Cu2+相对于原Co (3d7)可以带来两个电子,我们选择Cu2+代替Co3O4的CoTd ((CuxCo1−x)Co2O4(x = 0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0))。如图4a所示,随着Cu掺杂量的增加,Co 2p3/2中Co3+Oh的结合能逐渐升高,说明引入Cu掺杂剂可以有效地调整CoOh的电子结构。然后,在1.0 M KOH和0.1 M NO3−的电解质中,在室温下评估这些(CuxCo1−x)Co2O4氧化物的NO3−RR活性(图4b, c)。有趣的是,CoOh的结合能与NH3的生成速率呈“火山型“相关,(Cu0.6Co0.4)Co2O4达到火山曲线的顶端(图4c)。也就是说,NO3−RR活性随CoOh电子结构的变化也遵循“火山型“曲线,这表明调整CoOh的局部电子结构是提高Co3O4基尖晶石NO3−RR活性的有效策略。令人印象深刻的是,(Cu0.6Co0.4)Co2O4的NO3−RR活性优于大多数报道的非贵金属基电催化剂(图4d)。