南洋理工劉彬團隊綜述:電催化反應中的原位表徵技術(XAS/XPS/XRD/NRVS/Raman等)

2021-02-13 催化開天地

近些年來，電催化水分解析氫和析氧反應（HER, OER），以及氧和二氧化碳還原（ORR, CO2RR）反應作為解決全球能源和環境問題的重要手段備受研究者的關注。

然而，催化活性位點和反應機理認識的不足嚴重製約了新型高效穩定電催化劑的開發。

因此，藉助原位表徵技術，實時探測催化劑表面氧化態和原子結構轉變，對深入認識電催化能源轉化反應中的反應機理、進一步設計和優化電催化反應性能具有重要的指導意義。

近日，南洋理工大學劉彬教授團隊發表了電催化反應中原位表徵技術的綜述。

該綜述簡述了原位表徵技術如：X射線吸收光譜（XAS）、X射線光電子能譜（XPS）、X射線衍射（XRD）、拉曼光譜、穆斯堡爾光譜、和同步輻射核共振振動能譜（NRVS）、以及原位電化學阻抗等技術在多個電催化能源轉化反應領域（HER, OER,ORR, CO2RR）的應用。

文章著重闡述了原位表徵技術在鑑定ORR反應中M-N-C（M=Fe ,Co）等催化劑的活性位點，研究OER反應中CoOx和NiFe等催化劑結構和電子態演變，探測HER反應中CoPx, MoSx,和 CoSx等催化劑在反應過程中氧化態和原子結構轉變，以及認識CO2RR反應中Cu，Sn，和單原子基催化劑選擇性和催化機理等方面的進展。

文章最後，作者探討了原位表徵技術在深入認識電催化能源轉化反應催化劑的活性位位點和基元反應機理中存在的問題和挑戰。

 

文獻信息：

In-Situ/Operando CharacterizationTechniques to Probe the Electrochemical Reactions for Energy Conversion 

Small Methods ，2018，DOI:10.1002/smtd.201700395.

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