• <progress id="mcxlh"></progress>
    <tbody id="mcxlh"></tbody>
    <dd id="mcxlh"><track id="mcxlh"></track></dd>

    科技動(dòng)態(tài)

    大連化物所揭示水氧化產(chǎn)氧的多中心多步驟動(dòng)力學(xué)微觀(guān)機制

    撰稿: 大連化學(xué)物理研究所 發(fā)布時(shí)間:2023-02-13

    大連化物所揭示水氧化產(chǎn)氧的多中心多步驟動(dòng)力學(xué)微觀(guān)機制

      近日,中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所催化基礎國家重點(diǎn)實(shí)驗室、太陽(yáng)能研究部中科院院士李燦、研究員王秀麗團隊在光催化動(dòng)力學(xué)機理研究方面取得新進(jìn)展。團隊利用自主研發(fā)的反應時(shí)間尺度瞬態(tài)吸收光譜方法,揭示典型催化劑四氧化三鈷(Co3O4)上催化水氧化產(chǎn)氧(OER)反應過(guò)程中多中心多步驟的連續變價(jià)動(dòng)力學(xué)微觀(guān)過(guò)程,并揭示反應中間體快生成、慢轉化的動(dòng)力學(xué)特征。

      OER反應作為提供氫質(zhì)子和電子的關(guān)鍵反應,在自然光合作用和人工光合成過(guò)程中起著(zhù)至關(guān)重要的作用,探究其催化過(guò)程的變價(jià)動(dòng)力學(xué)微觀(guān)機制對于理性設計和優(yōu)化OER催化劑具有重要意義。但由于OER反應集合多電子、多質(zhì)子轉移過(guò)程的復雜性,其中間反應機理的研究十分困難,其反應的時(shí)間尺度很寬。雖然,在超快時(shí)間尺度(皮秒、納秒)上對于電荷轉移已經(jīng)進(jìn)行了大量工作,但實(shí)際反應動(dòng)力學(xué)的統計時(shí)間大多在納秒到毫微秒,而在毫微秒尺度上研究水氧化微觀(guān)機理面臨新的挑戰。團隊長(cháng)期致力于光催化和光電催化動(dòng)力學(xué)研究,自主研發(fā)了慢時(shí)間尺度的瞬態(tài)吸收光譜技術(shù)(Slow-TAS),在反應時(shí)間尺度研究了工況條件下的光催化光生電荷動(dòng)力學(xué)作用機制(Nat. Commun.,2020;J. Phys. Chem. C,2021;J. Phys. Chem. Lett.,2021;Chem. Sci.,2023),為深入認識水氧化動(dòng)力學(xué)提供了重要基礎。 

      本工作聚焦水氧化反應的多變價(jià)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題,以三聯(lián)吡啶釕作為染料分子構建光敏化水氧化體系,選用四氧化三鈷作為模型催化劑,利用Slow-TAS技術(shù)直接研究OER反應動(dòng)力學(xué)。研究發(fā)現,表面四配位Co2+位點(diǎn)的快速氧化啟動(dòng)OER反應,隨后表面四配位Co2+和六配位Co3+共同作為活性位點(diǎn)催化多步多中心的OER反應。團隊進(jìn)一步揭示了Co3O4上OER過(guò)程的多步連續變價(jià)動(dòng)力學(xué)機制,Co2+→Co3+→Co4+的多步動(dòng)力學(xué)轉化特征是所有鈷中間物種都呈現快生成、慢轉化的動(dòng)力學(xué)特征。由于這一特征,Co4+中間物種的分布在OER活性中起決定性作用,是整體OER動(dòng)力學(xué)緩慢的本質(zhì)原因。該工作揭示了人工OER催化劑上多中心多變價(jià)的催化循環(huán)機制,為深入認識OER反應機理和設計高效人工OER催化劑提供了實(shí)驗基礎和理論支撐。

      相關(guān)研究成果以“Unraveling Sequential Oxidation Kinetics and Determining Roles of Multi-Cobalt Active Sites on Co3O4 Catalyst for Water Oxidation”為題,于近日發(fā)表在《美國化學(xué)會(huì )志》(Journal of the American Chemical Society)上。該工作的第一作者是大連化物所與蘭州大學(xué)聯(lián)合培養博士生康婉超。上述工作得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金委“人工光合成”基礎科學(xué)中心、大連化物所創(chuàng )新基金等項目的支持。

      文章鏈接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c11508

    40岁成熟女人牲交片20分钟,亚洲国产欧美在线人成大黄瓜,欧洲熟妇乱XXXXX,国内真实愉拍系列在线视频