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儀器網(wǎng) 行業(yè)要聞】石油流動性、天然氣以及煤炭等化石燃料是現(xiàn)代工業(yè)主要的
能源來(lái)源鍛造，占目前一次能源需求的80%〕掷m創新；剂系睦脮?huì)排放大量二氧化碳改善，引起溫室效應(yīng)，造成氣候變暖協調機製。而且化石燃料不可再生信息化，隨著人類(lèi)的持續(xù)開(kāi)發(fā)，能源危機(jī)已經(jīng)越來(lái)越近實踐者。面對(duì)這些狀況取得明顯成效，除了大力開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能、風(fēng)能數據、水能等可再生能源之外創新的技術，利用光催化還原二氧化碳，將其轉(zhuǎn)化為
甲烷顯著、甲醇快速增長、一氧化碳等清潔的碳?xì)淙剂弦彩且环N很有前景的策略與時俱進。
光催化CO2還原反應(yīng)研究的重點(diǎn)在于探索和開(kāi)發(fā)高效的還原催化劑。由于均相催化劑與異相催化劑相比初步建立，通常對(duì)光催化CO2還原反應(yīng)具有更高的活性和選擇性綜合運用，而且均相催化劑具有明晰的催化位點(diǎn)，其催化中心的配位和
電子結(jié)構(gòu)易于調(diào)控的方法，因此近年來(lái)均相催化劑成為光催化CO2還原反應(yīng)研究的主要方向效果較好。
雖然目前已經(jīng)有大量關(guān)于均相催化劑應(yīng)用于光催化CO2還原的研究，但是研究者仍然不清楚在反應(yīng)過(guò)程中催化劑的配位和電子結(jié)構(gòu)如何動(dòng)態(tài)演化持續。弄清這一問(wèn)題的關(guān)鍵在于先進(jìn)的原位等多個領域、時(shí)間分辨以及具有元素分辨能力的光譜技術(shù)。
近日產品和服務，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)熊宇杰教授和高超副教授研究團(tuán)隊(duì)與中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所陶冶研究員課題組應用擴展、北京師范大學(xué)張文凱教授課題組合作，成功突破了這一瓶頸增多，揭示了均相光催化CO2還原整個(gè)反應(yīng)途徑活動上。研究團(tuán)隊(duì)利用原位pump-probe時(shí)間分辨同步輻射X射線吸收譜及瞬態(tài)吸收光譜，以三聯(lián)吡啶鎳(II)配合物為模型催化劑進一步推進，成功捕捉到光催化CO2還原過(guò)程中催化位點(diǎn)結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)演化和電荷轉(zhuǎn)移過(guò)程導向作用，推動(dòng)了對(duì)于高效均相光催化CO2還原反應(yīng)機(jī)理的理解，為設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)先進(jìn)光催化體系提供了指導(dǎo)應用的選擇。
時(shí)間分辨同步輻射X射線吸收譜(TR-XAS)在這項(xiàng)研究中發(fā)揮了關(guān)鍵作用十大行動。X射線吸收譜由于元素選擇性的探測(cè)特點(diǎn)，可以針對(duì)催化劑背景下、光敏劑中的金屬離子的價(jià)態(tài)綜合措施、配位結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)進(jìn)行探測(cè)∽匀粭l件；诩す鈖ump-X光probe的時(shí)間分辨X射線吸收譜(TR-XAS)設計標準，則進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、原位下的空間和電子結(jié)構(gòu)變化探測(cè)互動互補，獲取催化劑過(guò)渡態(tài)發揮重要帶動作用、光敏劑激發(fā)態(tài)等中間體的價(jià)態(tài)變化、配位結(jié)構(gòu)變化信息意料之外。本次研究的成功也進(jìn)一步推動(dòng)了X射線時(shí)間分辨方法發(fā)展和應(yīng)用文化價值。
資料來(lái)源：X-MOL
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