我委支持建設的合肥光源在同步輻射原位譜學跟蹤催化活性位點結構...

2021-01-07 國家發展和改革委員會

  近日,中國科學技術大學研究團隊利用合肥光源發展了多種原位同步輻射譜學技術,並結合近邊模擬,解析了反應活性位結構在電催化能量轉換反應中的變化機制。相關研究發表在國際著名期刊《納米快報》及《物理化學快報》上。

  原位研究工作狀態下單原子合金的表面結構重組行為,對於設計開發新型高性能催化劑具有重要意義。該研究團隊利用原位X射線吸收譜技術,揭示了Au納米顆粒表面的Cu單原子在電場驅動下的動態遷移行為,發現在一定的還原電位下,Cu單原子從納米顆粒的頂角位點遷移到更加穩定的(100)面內。同時,研究團隊利用原位X射線吸收譜技術,監測到Fe單原子在電場驅動下的動態遷移行為。

  合肥光源是由國家發展改革委批覆建設的國家重大科技基礎設施,又稱為國家同步輻射實驗室,是我國第一臺專用同步輻射裝置。

相關焦點

  • 我校在原位同步輻射探究酸性電催化析氧反應中間體的研究取得進展
    在實際電催化反應中,催化劑活性位的原子和電子結構可能會發生可逆的自我調整和優化,這些結構變化往往是影響催化劑穩定性的關鍵所在,然而通過非原位表徵技術來捕捉這些關鍵中間態的結構信息存在很大的困難。因此,如何在工作條件下實時監測催化劑的活性位原子和電子的動態變化過程已成為目前催化劑理性設計的前提和挑戰。
  • 我委支持建設的合肥光源在同步輻射多譜學聯用解析電化學析氧反應...
    近日,中國科學技術大學研究團隊利用合肥光源探索了在電化學析氧反應(OER)過程中功能納米催化劑的結構演化過程。相關研究發表在《先進材料》、《能源與環境科學》等國際著名期刊上。  該研究團隊巧妙設計一種硫化鈷基催化劑(Co9S8-SWCNT),結合同步輻射Operando在線探測和電子顯微鏡觀察,發現了電催化劑在中性和鹼性電解質中的類「變色龍」結構自重構行為。在實際工作條件(pH梯度、電位等)的驅動下,不同的催化位點可以被顯著地激活。
  • 中國科大利用原位同步輻射發現單原子近自由催化動力學行為
    其中,單原子催化劑由於其高的原子利用效率、優異的反應活性和選擇性,成為了近年來能源催化領域的明星材料。單原子催化劑的活性和選擇性高度取決於其金屬原子的局域原子和電子結構,及其與載體間的相互作用。然而,單原子催化劑在實際反應狀態下,受到溫度、電場、光照等外界環境激發,會發生結構演變的響應,因此,原位實時在線表徵這種特殊的結構響應行為對於理解單原子催化的本質並發現新的催化現象具有重要的啟發意義。
  • 利用原位同步輻射發現單原子近自由催化動力學行為
    近幾十年,科學家對納米尺度材料的深入理解和可控構築極大地促進了催化科學的基礎和應用研究的發展。其中,單原子催化劑由於其高的原子利用效率、優異的反應活性和選擇性,成為了近年來能源催化領域的明星材料。單原子催化劑的活性和選擇性高度取決於其金屬原子的局域原子和電子結構,及其與載體間的相互作用。
  • 我國學者用同步輻射光源探明水解氫鈷基催化機制
    新華社合肥1月2日電(記者徐海濤)近期,中國科學技術大學科研團隊利用同步輻射光源發展出新技術,在國際上首次精確鑑別了鈷基催化在水解氫過程中的結構和過程,為揭示催化秘密、提高轉化效率邁出重要一步。國際權威學術期刊《自然·催化》1月1日發表了該成果。  催化是提升水解氫能量轉化效率的關鍵一環。
  • 【光明日報】我國科學家用同步輻射光源追尋水解氫最優方案
    一束神奇光揭示能源催化過程的奧秘。日前,中國科學技術大學研究團隊利用同步輻射光源發展出先進的表徵技術,在國際上率先探明催化材料在水解氫過程中的真實結構。這項科研成果為揭示催化過程秘密、提高能源轉化效率提供了有力方案。  尋求高效豐富綠色的新型能源是全世界都關注的問題。
  • 中國科大在同步輻射揭示能量轉化過程研究中取得進展
    高亮度的先進同步輻射光源為研究這一亟待突破的電催化能量轉化機制問題提供了契機,高度靈敏的同步輻射X射線吸收精細結構譜學(XAFS)技術就能夠在工作服役條件下對上述科學問題進行原位實時的在線探測。  近日,中國科學技術大學國家同步輻射實驗室教授韋世強、姚濤課題組與化學與材料科學學院教授楊金龍課題組合作,發展了原位同步輻射XAFS技術結合理論計算,精確鑑別出鈷基催化劑在電催化析氫反應過程中活性位點的真實結構和動態演化過程,研究成果於2019年1月1日在線發表在《自然-催化》期刊上(Nature Catalysis DOI:10.1038/s41929-018-0203-5)。
  • 中科大用同步輻射光源揭秘水解氫過程中催化劑的「一舉一動」
    中國科學技術大學1月2日消息,該校科研團隊利用同步輻射光源,在國際上率先探明催化材料在水解氫過程中的真實結構,為揭示催化過程秘密、提高能源轉化效率提供了有力方案。研究成果於2019年1月1日在線發表在《自然·催化》期刊上。當前,尋求高效、豐富、綠色的新型能源的方案中,水解氫是一個廣受期待的方案。
  • 高能同步輻射光源驗證裝置介紹
    該項目主要就未來建設高能同步輻射光源涉及的高能加速器、光束線和實驗站等系統的多個關鍵技術難點進行攻關,並開展關鍵設備的樣機研製與工程驗證,同時完成高能同步輻射光源的物理設計和工程方案。正因此,驗收專家組認為,HEPS-TF項目的完成「為我國建設先進的高能同步輻射光源奠定了堅實的技術基礎」。
  • 大連化物所等揭示Fe單原子活性中心的配位結構變化
    近日,中國科學院大連化學物理研究所催化與新材料研究室研究員黃延強團隊、能源研究技術平臺穆斯堡爾譜研究組研究員王軍虎團隊與新加坡南洋理工大學教授劉彬、清華大學教授李雋合作,從實驗和理論上揭示了Fe單原子材料催化中心電子態和配位結構在電催化氧還原反應(ORR)中的動態循環。
  • 合肥的第四代同步輻射光源,何以稱為國際最先進?
    ,合肥綜合性國家科學中心正籌建國際上最先進的低能區第四代同步輻射光源。(實際上還有很多優點,如高偏振,窄脈衝,高準直等) 可見光只是所有的光中極小一部分 產生同步輻射光的我們稱之為同步輻射裝置,又稱同步輻射光源。既然稱光源可能有一個比較,就是常規光源,大家在醫院拍攝X光,拍CT用的就是常規光源。它們優點是結構簡單,缺點是基本是單光譜,而且亮度不夠。
  • 謝治:合肥籌建國際上最先進的低能區第四代同步輻射光源
    【文/ 觀察者網專欄作者 謝治】 據新華社11月10日報導,在成功建設運行我國第一臺專用同步輻射光源的基礎上,合肥綜合性國家科學中心正籌建國際上最先進的低能區第四代同步輻射光源。日前,該光源預研方案已通過專家論證並正式啟動。一周以內,又有類似大科學裝置、科學中心等相關新聞紛至沓來,我就來介紹一下這個是用來幹嘛的。 什麼是同步輻射?
  • 看同步輻射如何「解密」鈣鈦礦、鋰電、電催化、OFET、OPV
    二、同步輻射的原位表徵技術來研究鋰硫電池反應機理蘇州大學張亮教授和李彥光教授 在 AEM 期刊上發表進展報告,梳理了利用同步輻射的原位表徵技術來研究鋰硫電池反應機理的最新研究進展同步輻射的原位表徵技術主要包括X射線吸收光譜(XAS)、X射線衍射(XRD)和X射線顯微術(XRM),這些已經廣泛應用於鋰離子電池的理化性質研究,以進一步了解鋰離子電池的內在機理和電化學反應機理。然而,考慮到鋰金屬和鋰硫化物是多是空氣敏感的,在樣品轉移和表徵過程中可能發生電極材料的氣相氧化。所以原位表徵不僅可以防止樣品汙染也可以直接接觀察化學和結構的演變。
  • 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)
    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。
  • 【中國科學報】高能同步輻射光源:顯微世界的「超級放大鏡」
    6月29日,我國第一臺高能同步輻射光源、世界上亮度最高的第四代同步輻射光源之一——高能同步輻射光源(HEPS)在北京懷柔科學城動工開建。中科院高能物理所研究員董宇輝表示,HEPS建成後,亮度將比美國的NSLS-II高70倍,比瑞典的MAX IV高10倍。  同步輻射光源是如何幫助科研人員「看見」物質內部結構的?對於科研實驗,是否能量越高就越好?
  • 同步輻射光源的科技發展及科學影響分析——以歐洲同步輻射光源為例
    隨著同步輻射應用可行性研究和儲存環建設的推進,科學家逐漸發現同步輻射作為強大光源的潛力和前景。半個多世紀以來,同步輻射光源經歷了三個發展階段,從「寄生」在高能電子加速器上的「兼用設施」(第一代,20世紀60~70年代),到獨立於加速器的同步輻射光源(第二代,20世紀80年代),再到不斷刷新亮度的第三代(20世紀90年代)同步輻射設施,以及更高性能的衍射極限同步輻射光源。
  • 「北京光源」即將開工建設,一步步實現高能同步輻射光源目標
    未來這一新光源系統裝置建成後,將對眾多基礎科學的研究發揮關鍵支撐作用。X射線是人類探索微觀世界的理想探針,能使人類可以透過物質表面看到其內部的微觀結構。X射線源的發展不斷地促進科學技術的進步,同步輻射的出現使X射線的應用得到一個更廣泛的空間。
  • 【視頻】「北京光源」即將開工建設,一步步實現高能同步輻射光源目標
    未來這一新光源系統裝置建成後,將對眾多基礎科學的研究發揮關鍵支撐作用。X射線是人類探索微觀世界的理想探針,能使人類可以透過物質表面看到其內部的微觀結構。X射線源的發展不斷地促進科學技術的進步,同步輻射的出現使X射線的應用得到一個更廣泛的空間。
  • 電子結構與空間構型同步調控的雙原子催化中心研究獲進展
    單原子M-N-C材料被認為是最有前景的非貴金屬ORR催化劑,其活性中心被鑑定為模擬生物卟啉中心的金屬-氮配位結構,之前的研究工作表明,具有各種金屬中心的M-N-C催化劑遵循Sabatier原理,其中「恰好」的M-O結合強度有助於催化性能的最大化。