近日，中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所能源研究技術(shù)平臺(tái)穆斯堡爾譜技術(shù)研究組研究員王軍虎等受邀與南開大學(xué)羅景山課題組合作，撰寫了原位電化學(xué)穆斯堡爾譜學(xué)及其應(yīng)用實(shí)例介紹的綜述性講座論文（Tutorial review）。
為了解決Fe基和Sn基等非貴金屬催化劑在電化學(xué)反應(yīng)過程中活性位點(diǎn)及催化機(jī)制等關(guān)鍵問題，迫切需要更先進(jìn)的原位技術(shù)來(lái)準(zhǔn)確表征，在工作條件下追蹤催化劑形態(tài)變化與電解質(zhì)/電極之間的界面相互作用。光譜與電化學(xué)結(jié)合的原位技術(shù)可以監(jiān)測(cè)電化學(xué)反應(yīng)過程中催化劑自身的變化。目前，已有多種原位光譜技術(shù)與電化學(xué)評(píng)價(jià)裝置結(jié)合，用于揭示各種非貴金屬催化劑在電化學(xué)反應(yīng)過程中的催化機(jī)理及活性位點(diǎn)。
原位電化學(xué)57Fe穆斯堡爾譜研究Ni-Fe氧化物催化水氧化反應(yīng)示意圖
近年，原位電化學(xué)穆斯堡爾譜技術(shù)在Fe基和Sn基非貴金屬催化劑的研究中發(fā)揮了重要的作用。穆斯堡爾譜技術(shù)因具有超高的能量分辨率，是確定催化劑相結(jié)構(gòu)、鑒定活性位點(diǎn)、闡明催化機(jī)理以及確定催化活性與催化劑配位結(jié)構(gòu)間關(guān)系的最佳手段之一。原位穆斯堡爾譜技術(shù)基于原子核和核外電子的超精細(xì)相互作用而給出的同質(zhì)異能移、四極矩分裂以及有效磁場(chǎng)等參數(shù)，可以針對(duì)催化劑中的Fe/Sn位點(diǎn)的氧化態(tài)、自旋構(gòu)型、對(duì)稱性和磁性信息等進(jìn)行研究，為Fe基和Sn基非貴金屬催化劑在電化學(xué)研究中的應(yīng)用提供強(qiáng)有力的支持。
為了便于初學(xué)者學(xué)習(xí)和參考，加強(qiáng)原位電化學(xué)穆斯堡爾譜技術(shù)的推廣應(yīng)用，王軍虎等應(yīng)邀撰寫了此綜述性講座論文。論文詳細(xì)介紹了原位電化學(xué)穆斯堡爾譜技術(shù)，包括基本理論、儀器組成、原位裝置的開發(fā)、譜圖測(cè)量和擬合解析；并以Ni-Fe基水氧化催化劑的原位電化學(xué)穆斯堡爾譜學(xué)研究為實(shí)例，進(jìn)一步闡明了此項(xiàng)原位光譜表征技術(shù)應(yīng)用的范式流程。
上述工作以“In-Situ/Operando 57Fe Mossbauer Spectroscopic Technique and Its Applications in NiFe-based Electrocatalysts for Oxygen Evolution Reaction”為題，發(fā)表在中國(guó)化學(xué)會(huì)電化學(xué)專業(yè)委員會(huì)會(huì)刊《電化學(xué)》（電化學(xué)前沿專輯，Journal of Electrochemistry）上。該文章的第一作者是大連化物所博士后Jafar Hussain Shah。以上工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金和中科院國(guó)際伙伴計(jì)劃等項(xiàng)目的資助。
文章鏈接：http://electrochem.xmu.edu.cn/CN/10.13208/j.electrochem.210854
