原位X射线吸收谱学在电催化反应中的研究进展

摘要

电催化是一种利用外加电场加速电极与电解质之间氧化还原反应的技术方法，其具有环境友好、高效节能、产物多样且过程可控性等优点，目前电催化方法广泛应用于化学合成、燃料电池、电解水产氢以及环境污染物治理等工业及科学研究领域。然而，电催化过程往往涉及三相界面和外加电场等复杂反应环境，导致难以原位监测该反应过程中催化剂结构的动态演化，从而极大地限制了电催化技术的高效开发和利用。基于X射线吸收谱学(X-ray absorption spectroscopy,XAS)的原位电化学分析技术，具有具体元素选择性等特点，能够精准监测电催化反应过程中催化剂活性位点的电子结构和配位结构演化，为电催化机理的深入研究提供了关键的探测工具。首先，介绍了XAS技术的基本原理及其离位与原位测试方法;然后，综述了近几年原位XAS在不同电催化反应中的代表性应用;最后，展望了XAS技术在原位电化学领域应用的前景与挑战。

关键词

同步辐射 / X射线吸收谱学 / 电催化 / 原位 / 能源材料 / 局域结构演变