近日，中科院大连化学物理研究所研究员黄延强团队、王军虎团队与新加坡南洋理工大学教授刘彬、清华大学教授李隽合作，从实验和理论上揭示了Fe单原子材料催化中心电子态和配位结构在电催化氧还原反应（ORR）中的动态循环。相关研究结果以全文的形式发表于《Chem》。
作为连结多相催化与均相催化的“桥梁”，单原子催化剂为从原子层面阐明催化剂的构—效关系和揭示催化反应机理提供了契机。然而，单原子催化剂在实际反应条件下活性位点的精准探测仍极具挑战。因此，单原子催化中心微环境的精细调控和高分辨原位表征装置的开发尤为重要。
该研究利用配体交换的合成策略，构筑了一系列具有特定电子结构和配位环境的模型单原子Fe催化剂；成功开发了可用于单原子催化体系表征的原位57Fe穆斯堡尔谱技术，实现在电催化ORR反应条件下对不同单原子Fe物种电子结构和配位环境的定量探测；结合原位X射线吸收光谱、原位拉曼光谱、同步辐射核共振振动能谱和DFT理论计算等手段，揭示了Fe单原子材料在电催化ORR反应中催化位点电子态和配位结构的动态循环。该研究结果为揭开催化电子循环的黑匣子和高效单原子催化剂的开发提供了新的思路和契机。
相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.chempr.2020.10.027
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