推断在电催化还原CO₂反应过程中，活性位点的局部电子结构和原子结构，对于理解催化剂的本征机理，以及开发高活性且稳定的催化剂非常重要。

有鉴于此，中国科学技术大学姜政教授、中国科学院上海高等研究院宋飞研究员、马静远副研究员等通过operando价-核X射线发射光谱（valence-to-core X-ray emission spectroscopy）表征技术和高能量分辨率的荧光探测XANES表征技术，并且与光谱计算进行结合，得到Co酞菁（CoPc）模型催化剂的原子结构和电子结构。

本文要点：

（1）

在真实的反应环境下，CoPc发生可逆的角度变形，同时维持不变的金属-配体键长，这导致d轨道能级的裂分情况发生改变，导致分子轨道的电子密度改变。键角的变化进一步影响配体、中间体、金属原子之间的相互作用。这种键角随着CO产物法拉第效率的可逆变化，表明这种变化的稳健性。

（2）

这项研究的结果为研究CoPc催化剂的结构-性能关系提供重要贡献，有助于理性设计原子分散活性位点的催化剂，展示了高能量分辨率的X射线表征技术对于分析含有金属的氮掺杂碳催化剂的重要作用。

参考文献

Bingbao Mei, Jianing Mao, Zhaofeng Liang, Fanfei Sun, Shuai Yang, Ji Li, Jingyuan Ma*, Fei Song*, and Zheng Jiang*, Reversible Angle Distortion-Dependent Electrochemical CO₂ Reduction on Cobalt Phthalocyanine, J. Am. Chem. Soc. 2025

DOI: 10.1021/jacs.4c14409

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c14409