已入深夜,您辛苦了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!祝你早点完成任务,早点休息,好梦!

Unraveling the Electronic Structure and Dynamics of the Atomically Dispersed Iron Sites in Electrochemical CO2 Reduction

化学 还原(数学) 电化学 动力学(音乐) 电子结构 化学物理 纳米技术 物理化学 计算化学 电极 几何学 数学 声学 物理 材料科学
作者
Yaqiong Zeng,Jian Zhao,Shifu Wang,Xinyi Ren,Yuanlong Tan,Ying‐Rui Lu,Shibo Xi,Junhu Wang,Frédéric Jaouen,Xuning Li,Yanqiang Huang,Tao Zhang,Bin Liu
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:145 (28): 15600-15610 被引量:110
标识
DOI:10.1021/jacs.3c05457
摘要

Single-atom catalysts with a well-defined metal center open unique opportunities for exploring the catalytically active site and reaction mechanism of chemical reactions. However, understanding of the electronic and structural dynamics of single-atom catalytic centers under reaction conditions is still limited due to the challenge of combining operando techniques that are sensitive to such sites and model single-atom systems. Herein, supported by state-of-the-art operando techniques, we provide an in-depth study of the dynamic structural and electronic evolution during the electrochemical CO2 reduction reaction (CO2RR) of a model catalyst comprising iron only as a high-spin (HS) Fe(III)N4 center in its resting state. Operando 57Fe Mössbauer and X-ray absorption spectroscopies clearly evidence the change from a HS Fe(III)N4 to a HS Fe(II)N4 center with decreasing potential, CO2- or Ar-saturation of the electrolyte, leading to different adsorbates and stability of the HS Fe(II)N4 center. With operando Raman spectroscopy and cyclic voltammetry, we identify that the phthalocyanine (Pc) ligand coordinating the iron cation center undergoes a redox process from Fe(II)Pc to Fe(II)Pc-. Altogether, the HS Fe(II)Pc- species is identified as the catalytic intermediate for CO2RR. Furthermore, theoretical calculations reveal that the electroreduction of the Pc ligand modifies the d-band center of the in situ generated HS Fe(II)Pc- species, resulting in an optimal binding strength to CO2 and thus boosting the catalytic performance of CO2RR. This work provides both experimental and theoretical evidence toward the electronic structural and dynamics of reactive sites in single-Fe-atom materials and shall guide the design of novel efficient catalysts for CO2RR.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
1秒前
干净巧荷关注了科研通微信公众号
1秒前
123完成签到,获得积分10
1秒前
why完成签到,获得积分10
1秒前
tleeny发布了新的文献求助10
3秒前
ofa发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
求助人完成签到 ,获得积分10
4秒前
明理薯片发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
完美世界应助xxdn采纳,获得10
5秒前
香饽饽发布了新的文献求助10
5秒前
dougao完成签到,获得积分10
5秒前
云笙完成签到 ,获得积分10
6秒前
李雨欣完成签到,获得积分10
7秒前
共享精神应助皮代谷采纳,获得10
8秒前
香蕉觅云应助tleeny采纳,获得10
9秒前
10秒前
在水一方应助勤恳的妙旋采纳,获得30
11秒前
mm完成签到 ,获得积分10
11秒前
Hum6le完成签到,获得积分10
11秒前
脑洞疼应助小明采纳,获得10
14秒前
脑洞疼应助abcd采纳,获得10
15秒前
云笙关注了科研通微信公众号
15秒前
希望天下0贩的0应助zyyyyyy采纳,获得10
15秒前
堇瓜发布了新的文献求助10
16秒前
彭于晏应助体贴茗采纳,获得10
16秒前
shawn完成签到 ,获得积分10
18秒前
CipherSage应助无情的宛儿采纳,获得10
19秒前
19秒前
舒服的水壶完成签到,获得积分10
20秒前
明理薯片完成签到,获得积分10
20秒前
20秒前
专注的芷完成签到 ,获得积分10
21秒前
隐形曼青应助温良恭俭让采纳,获得10
21秒前
FashionBoy应助积极的老鼠采纳,获得10
22秒前
干净巧荷发布了新的文献求助10
22秒前
23秒前
Ava应助oaix采纳,获得10
23秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 3000
Aerospace Engineering Education During the First Century of Flight 2000
„Semitische Wissenschaften“? 1510
从k到英国情人 1500
sQUIZ your knowledge: Multiple progressive erythematous plaques and nodules in an elderly man 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5771589
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5592681
关于积分的说明 15427933
捐赠科研通 4904901
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2639075
邀请新用户注册赠送积分活动 1586878
关于科研通互助平台的介绍 1541879