分會

第五十七分會：表面物理化學(xué)

摘要

電催化作為一種新型的能源轉(zhuǎn)化技術(shù)是解決能源與環(huán)境問題的重要手段。具有Co-N4活性位點的分子催化劑，如鈷卟啉，鈷酞菁等，作為一種高效穩(wěn)定、成本較低的非貴金屬催化劑，已被廣泛地應(yīng)用于電催化反應(yīng)的研究中。在分子水平上了解Co-N4活性中心在反應(yīng)中的作用機制對催化機理的研究有著重要的意義。我們利用具有超高空間分辨率的電化學(xué)掃描隧道顯微鏡(Electrochemical Scanning Tunneling Microscope, ECSTM)，在溶液環(huán)境中原位研究了鈷卟啉(CoTPP)催化析氧反應(yīng)(OER)與鈷酞菁(CoPc)催化CO2還原反應(yīng)的過程。對于CoTPP催化的OER而言，催化劑吸附所形成的表面吸附物種在不同酸堿度的溶液中表現(xiàn)出截然不同的形貌。在酸性環(huán)境中表現(xiàn)為單一亮點；而在堿性環(huán)境中則呈現(xiàn)為中心對比度較低、二次對稱的雙亮點形式。我們將堿性環(huán)境中的吸附物種歸屬為反應(yīng)前OH-與催化活性中心結(jié)合所形成的CoTPP-OH-物種。同時通過原位ECSTM實驗觀察到了CoTPP-OH-與CoTPP在反應(yīng)中的可逆轉(zhuǎn)化過程。對于CoPc催化的CO2還原反應(yīng)而言，可以觀察到CO2吸附于催化劑表面所形成的高對比度CoPc-CO2復(fù)合物。通過進一步的原位ECSTM實驗對反應(yīng)過程進行研究，可以觀察到反應(yīng)初期隨著CoIIPc的還原與CO2的吸附，表面高對比度物種增加的過程；以及在反應(yīng)后期CoPc-CO2復(fù)合物經(jīng)過轉(zhuǎn)化恢復(fù)初始低對比度的過程。同時利用ECSTM電位階躍實驗確定了CO2的吸附為反應(yīng)初始階段的決速步。我們的工作為研究電催化反應(yīng)的中間體與的機理提供了分子水平的證據(jù)，同時擴展了ECSTM在電催化反應(yīng)研究中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞

鈷卟啉;鈷酞菁;分子催化劑;電催化反應(yīng);電化學(xué)掃描隧道顯微鏡

線上墻報僅限年會已繳費參會代表觀看。

您還沒有登錄，請您先 點擊這里登錄

梁秋 天津大學(xué) 共1人點贊了這篇線上墻報。