表面固定化分子氧化還原催化劑的開發是一個新興的研究領域,在可持續化學中具有廣闊的應用前景。在電催化中,順磁性物質通常是機理循環中的關鍵中間體,但難以通過常規原位技術檢測和跟蹤。
倫敦帝國理工學院Maxie M. Roessler等報道了一種新方法,操作膜-電化學電子順磁共振波譜法(FE-EPR)。
本文要點:
(1)
它能夠對表面固定的電催化劑進行機理研究。該技術能夠在室溫和水溶液中,在流動條件下實時跟蹤氧化還原反應過程中形成的自由基。通過靈敏和定量地檢測活性位順磁性物質,可以詳細了解表面固定催化劑,如本文通過表面固定氮氧化物的醇氧化催化作用所示,從而解析反應動力學。
(2)
作者發現表面電子轉移速率與催化速率具有相同的數量級(可從operando FE-EPR獲得),限制了催化效率,這一發現對未來設計更好的表面固定化催化劑具有意義。
參考文獻:
Seif-Eddine, M., Cobb, S.J., Dang, Y. et al. Operando film-electrochemical EPR spectroscopy tracks radical intermediates in surface-immobilized catalysts. Nat. Chem. (2024).
DOI: 10.1038/s41557-024-01450-y
https://doi.org/10.1038/s41557-024-01450-y