近年來，各類原位XAFS（in-siuXAFS或operando XAFS）實驗技術得到了廣泛的關注與應用，并解決了很多關鍵的科學問題。通常而言，原位XAFS技術可以探測所用材料及目標元素的物相、氧化態、近鄰配位等結構信息在真實工作狀態下的的動態演化過程，但同時原位XAFS的研究對于實驗室級別的XAFS儀器性能與配套的實驗裝置開發提出了更高的要求。
自2023年5月以來，創譜儀器基于TableXAFS譜儀為多個頂尖課題組完成了多項原位XAFS實驗，部分成果發表在JACS，Angew，nature comm，ACS Energy Lett等高水平期刊上。創譜儀器秉持讓短波光譜技術為科學研究提供更先進工具的責任與使命，持續用實事求是的數據助您實現“想測就測、隨時可測"的XAFS自由！
近日，深圳大學何傳新教授研究團隊針對Co3O4催化硝酸根電還原（NO3RR）過程中活性位點尚不明確的科學問題，嘗試通過合成和比較Co3O4、MgCo2O4和CoAl2O4的NO3RR活性來建立幾何位置-活性的關系。成果以“Designing Efficient Nitrate Reduction Electrocatalysts by Identifying and Optimizing Active Sites of Co-Based Spinels"為題發表在化學頂級期刊《Journal of the American Chemical Society》上。
圖4. (CuxCo1-x)Co2O4的XPS表征和NO3?RR性能研究。在這項工作中，我們試圖在不減少高活性CoOh數量的條件下，通過用其他陽離子(即Cu2+)替換部分CoTd來調整CoOh位點的電子結構。考慮到具有3d9電子構型的Cu2+相對于原Co (3d7)可以帶來兩個電子，我們選擇Cu2+代替Co3O4的CoTd ((CuxCo1?x)Co2O4(x = 0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0))。如圖4a所示，隨著Cu摻雜量的增加，Co 2p3/2中Co3+Oh的結合能逐漸升高，說明引入Cu摻雜劑可以有效地調整CoOh的電子結構。然后，在1.0 M KOH和0.1 M NO3?的電解質中，在室溫下評估這些(CuxCo1?x)Co2O4氧化物的NO3?RR活性(圖4b, c)。有趣的是，CoOh的結合能與NH3的生成速率呈“火山型“相關，(Cu0.6Co0.4)Co2O4達到火山曲線的頂端(圖4c)。也就是說，NO3?RR活性隨CoOh電子結構的變化也遵循“火山型“曲線，這表明調整CoOh的局部電子結構是提高Co3O4基尖晶石NO3?RR活性的有效策略。令人印象深刻的是，(Cu0.6Co0.4)Co2O4的NO3?RR活性優于大多數報道的非貴金屬基電催化劑(圖4d)。
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