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近期，江蘇大學的施偉東、范偉強和王發根設計構建了一種 CoAl 雙金屬基電催化劑，并借助 easyXAFS 臺式 X 射線吸收精細結構譜儀進行 XAFS 測試，剖析了催化劑局部原子結構與電子結構。他們揭示了催化劑活化過程中的結構變化及活性位點的形成，闡釋了其在 HMF 氧化反應中高效催化性能的根源。所合成的電催化劑有效實現了活性位點與吸附位點的協同作用，達成了 100%的 HMF 轉化率和 99.1%的 FDCA 產率。

相關成果以“Adsorption–Activation Bifunctional Center of Al/Co-Base Catalyst for Boosting 5-Hydroxymethylfurfural Oxidation”為題發表于國際期刊《Advance Energy Materials》。

文中所使用的美國easyXAFS公司研發的臺式 X 射線吸收譜儀系統 easyXAFS300 無需同步輻射光源，能在常規實驗室環境中進行 XAFS 和 XES 的雙通道測試，獲取可媲美同步輻射光源的高質量譜圖，用于分析材料的元素價態、化學鍵和配位結構等信息，目前已在電池、催化、地質、環境、陶瓷、電磁波材料和核化學等研究領域廣泛應用，并助力國內外用戶在眾多頂級期刊上發表大量優秀科研成果。

在該研究中，作者起初運用 X 射線吸收近邊結構（XANES）探究了樣品的局部電子結構與化學態。于 Co K 邊 XANES 光譜里，所有樣品均有兩個主要特征峰，7709eV 處的峰可歸結為 1s 到 3d 電子躍遷，7730eV 處的峰則歸因于 1s 到 4p 電子躍遷。

而且，活化前后的 Co K 邊 XANES 光譜表明，活化后樣品里的 Co 原子價態高于+2，意味著 Co³?位點為 HMF 氧化反應的活性位點。

經由擴展 X 射線吸收精細結構（EXAFS）分析得知，在 Co(OH)?和 Al(OH)?/Co(OH)?樣品中，1.47Å 處的峰源自 Co-O 鍵，2.42Å 處的峰歸因于 Co-Co 鍵。復合樣品的峰強度與配位數降低，說明復合樣品中 Co 呈不飽和配位，利于暴露更多活性位點。對活化前后的 Co K 邊譜圖進行分析，發現譜峰出現位移，證實樣品在活化前后產生了相變。同時，活化前后 Co(OH)?和 Al(OH)?/Co(OH)?的小波變換（WT）等高線圖顯示樣品存在 Co-O 和 Co-Co 配位鍵，而在 Co 箔中僅存在 Co-Co 配位鍵。

       本工作通過電沉積法成功制備了Al(OH)?/Co(OH)?雙功能催化計，并通過電化學活化生成了高價態的Co³?，該Co³?可作為HMF氧化的活性位點，而Al³?則作為吸附位點。這項研究提出并成功實施了一種新的吸附-活化協同增效策略，為HMF電化學氧化提供了新的思路以及解決方法。