亲爱的研友该休息了!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!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

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

催化作用 电化学 氧化还原 化学 氧化态 配体(生物化学) 循环伏安法 电子结构 拉曼光谱 X射线吸收光谱法 金属 反应机理 吸收光谱法 光化学 物理化学 无机化学 计算化学 电极 光学 物理 量子力学 受体 有机化学 生物化学
作者
Frédéric Jaouen,Yachao Zeng,Jian Zhao,Shifu Wang,Xinyi Ren,Yuanlong Tan,Ying-Rui Lu,Shibo Xi,Shengping Wang,Xuning Li,Yanqiang Huang,Zhang Taozhu,Bin Liu
出处
期刊:Research Square - Research Square
标识
DOI:10.21203/rs.3.rs-2451292/v1
摘要

Abstract 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 condition 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 electrochemical CO 2 reduction reaction (CO 2 RR) of a model catalyst comprising iron only as a high-spin (HS) Fe(III)N 4 center in its resting state. Operando 57 Fe Mössbauer and X-ray absorption spectroscopies clearly evidence the change from a HS Fe(III)N 4 to a HS Fe(II)N 4 center with decreasing potential, CO 2 - or Ar-saturation of the electrolyte leading to different adsorbates and stability of the HS Fe(II)N 4 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 CO 2 RR. 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 CO 2 and thus boosting the catalytic performance of CO 2 RR. This work provides both experimental and theoretical evidence towards the electronic structural and dynamics of reactive sites in single-Fe-atom materials and shall guide the design of novel efficient catalysts for CO 2 RR.

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
3秒前
kingqjack完成签到,获得积分10
8秒前
悦耳青梦发布了新的文献求助10
9秒前
克劳德完成签到,获得积分10
12秒前
bkagyin应助悦耳青梦采纳,获得10
16秒前
nolan完成签到 ,获得积分10
19秒前
黑摄会阿Fay完成签到,获得积分10
23秒前
30秒前
44秒前
zztop发布了新的文献求助10
44秒前
ZanE完成签到,获得积分10
45秒前
47秒前
和和和完成签到,获得积分10
47秒前
华仔应助沉默的倔驴采纳,获得10
52秒前
nanhe698发布了新的文献求助10
53秒前
Fan完成签到 ,获得积分0
59秒前
1分钟前
nanhe698完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
1分钟前
1分钟前
1分钟前
英姑应助沉默的倔驴采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
无000发布了新的文献求助10
1分钟前
上官若男应助无000采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
黑神白了发布了新的文献求助10
2分钟前
utopia发布了新的文献求助10
2分钟前
Omni完成签到,获得积分10
2分钟前
2分钟前
2分钟前
2分钟前
曹国庆完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
我是老大应助沉默的倔驴采纳,获得10
2分钟前
西柚柠檬完成签到 ,获得积分10
2分钟前
遥远发布了新的文献求助10
2分钟前
高分求助中
2025-2031全球及中国金刚石触媒粉行业研究及十五五规划分析报告 40000
(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
Les Mantodea de guyane 2000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 2000
„Semitische Wissenschaften“? 1510
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 5746628
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5437255
关于积分的说明 15355719
捐赠科研通 4886684
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2627339
邀请新用户注册赠送积分活动 1575825
关于科研通互助平台的介绍 1532573