表面固定化分子氧化还原催化剂的开发是一个新兴的研究领域,在可持续化学中具有广阔的应用前景。在电催化中,顺磁性物质通常是机理循环中的关键中间体,但难以通过常规原位技术检测和跟踪。
伦敦帝国理工学院Maxie M. Roessler等报道了一种新方法,操作膜-电化学电子顺磁共振波谱法(FE-EPR)。
本文要点:
(1)
它能够对表面固定的电催化剂进行机理研究。该技术能够在室温和水溶液中,在流动条件下实时跟踪氧化还原反应过程中形成的自由基。通过灵敏和定量地检测活性位顺磁性物质,可以详细了解表面固定催化剂,如本文通过表面固定氮氧化物的醇氧化催化作用所示,从而解析反应动力学。
(2)
作者发现表面电子转移速率与催化速率具有相同的数量级(可从operando FE-EPR获得),限制了催化效率,这一发现对未来设计更好的表面固定化催化剂具有意义。
参考文献:
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