催化剂设计的革命性变革：新研究将结构与反应性能联系起来
一个研究小组开发出一种新的研究范式，简化了对催化剂结构如何影响其反应的理解。研究重点是使用基于氧化锡的催化剂进行电化学二氧化碳还原反应，揭示了对活性表面物种及其性能的重要见解。这一突破有助于量身设计高效催化剂，并为进一步探索电催化反应铺平道路，从而促进可扩展的高性能电催化剂的开发。
一个研究小组推出了一个新的研究框架，简化了对催化剂结构如何影响其反应的理解，这是在应对气候变化和实现可持续发展方面取得的一项重大进展。研究人员取得突破的详细情况发表在《Angewandte Chemie》杂志上。
了解催化剂表面如何影响其活性有助于设计出满足特定反应要求的高效催化剂结构。然而，鉴于电催化剂复杂的界面微环境，要掌握这种关系背后的机理并非易事。
东北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）副教授、论文通讯作者李浩指出："为了破解这一难题，我们对氧化锡催化剂中的电化学二氧化碳还原反应（CO2RR）进行了深入研究。这样，我们不仅揭示了二氧化锡基催化剂在二氧化碳还原过程中的活性表面物种，还建立了表面物种与二氧化碳还原性能之间的明确相关性。"
标准研究范式揭示了二氧化锡电化学二氧化碳还原反应（CO2RR）的结构-性能-活性关系。这幅图片说明了氧空位（1/1 ML 覆盖率）和表面活性物种（锡层）引起的表面重构，它们对选择性 HCOOH 的产生负有责任。
CO2RR 被认为是减少二氧化碳排放和生产高价值燃料的一种可行方法，其中甲酸（HCOOH）因其在制药、冶金和环境修复等行业的广泛应用而成为一种值得关注的产品。
所提出的方法有助于确定二氧化锡在特定电催化条件下进行二氧化碳还原反应的真正表面状态。此外，研究小组还通过使用不同形状的二氧化锡和先进的表征技术进行实验，证实了他们的发现。
李和他的同事将理论研究与实验电化学技术相结合，开发出了他们的方法。
"我们弥合了理论与实验之间的差距，提供了对催化剂在实际工艺条件下行为的全面了解，"李补充道。
研究小组目前正致力于将这种方法应用于各种电化学反应。在此过程中，他们希望能发现更多独特的结构-活性相关性，从而加快高性能和可扩展电催化剂的设计。
编译来源：ScitechDaily
