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FS-TAS飛秒瞬態吸收光譜如何提升電催化反應的效率

來源：時間：2025-07-10 15:54:37 瀏覽：577次

FS-TAS如何提升電催化反應的效率

FS-TAS飛秒瞬態吸收光譜通過實時監測電催化反應中的中間體和活性位點，為提升電催化反應效率提供關鍵信息，主要體現在以下幾個方面：精確表征反應中間體、優化催化劑活性位點構型以及監測外部條件對反應的影響。

飛秒瞬態吸收光譜

精確表征反應中間體

FS-TAS能夠揭示反應路徑，確定速率決定步驟，從而實現對電催化反應的優化。例如，通過飛秒瞬態吸收光譜技術，研究人員可以揭示光熱效應和連續熱電子注入的協同作用，實現超高效的分子氧活化。此外，脈沖電催化技術通過周期性切換電勢來提供動態路徑，調控電催化性質，改變脈沖頻率、占空比和波形等參數，從而顯著影響電催化性能，這也可以借助FS-TAS進行優化。

優化催化劑活性位點構型

FS-TAS可以分析不同條件下催化劑活性位點與反應物的相互作用，指導催化劑構型的優化。單原子催化劑（SACs）具有最高的原子利用率和可調節的配位環境，是CO?還原反應（CO?RR）的高效電催化劑。通過軸向配位設計可以進一步調控SACs的性能，優化其電催化應用，而FS-TAS可以用于研究這些配位結構對催化性能的影響。此外，通過快速合成方法（RSM）可以制備具有結構靈活性和可調電子性質的亞穩態材料，用于清潔能源轉換，FS-TAS可以幫助確定這些亞穩態材料的結構和性質。

監測外部條件對反應的影響

FS-TAS能夠監測光、熱、電等外部條件對反應的影響，為調控反應條件提供參考。例如，在光催化CO?還原反應中，引入光可以使反應在環境條件下發生。通過將Lewis酸Bi原子引入金屬有機框架（MOF）結構（PCN-224）中，可以促進環氧丙烷的開環反應。研究表明，光在反應中起著至關重要的作用，FS-TAS可以用來研究光激發后的電荷轉移過程。此外，通過調控陰離子取代，可以觸發不對稱層位移極化和氧化還原雙位點活化，從而實現高效的CO?光還原，FS-TAS可以用來研究這些過程中的電荷遷移機制。