无金属碳材料中活性中心的识别对于开发实用的电催化剂至关重要,但由于反应过程中难以捉摸的动态结构演化过程,确定活性中心的精确构型仍然是一个挑战。
在这里,吉林大学Xiangdong Yao,伍伦贡大学Jun Chen,浙江工业大学 Yi Jia揭示了氧修饰缺陷石墨烯的动态活性中心识别过程。
文章要点
1)首先,研究人员在石墨烯上精确操纵缺陷密度和氧基团类型,结合电催化性能评价,揭示了缺陷密度与2电子氧还原性能之间的正相关关系。
2)研究人员观察到了电催化驱动的氧基团重新分布现象,缩小了活性中心的势能组态范围。通过多种原位技术和理论光谱模拟来监测动态演化过程,解析主要活性中心(五角形缺陷上的羰基)和关键中间体(*OOH)的构型,深入了解催化机理,为无金属碳材料提供研究范式。
参考文献
Wu, Q., Zou, H., Mao, X. et al. Unveiling the dynamic active site of defective carbon-based electrocatalysts for hydrogen peroxide production. Nat Commun 14, 6275 (2023).
https://doi.org/10.1038/s41467-023-41947-7