推斷在電催化還原CO2反應過程中，活性位點的局部電子結構和原子結構，對于理解催化劑的本征機理，以及開發高活性且穩定的催化劑非常重要。
有鑒于此，中國科學技術大學姜政教授、中國科學院上海高等研究院宋飛研究員、馬靜遠副研究員等通過operando價-核X射線發射光譜（valence-to-core X-ray emission spectroscopy）表征技術和高能量分辨率的熒光探測XANES表征技術，并且與光譜計算進行結合，得到Co酞菁（CoPc）模型催化劑的原子結構和電子結構。
本文要點：
（1）
在真實的反應環境下，CoPc發生可逆的角度變形，同時維持不變的金屬-配體鍵長，這導致d軌道能級的裂分情況發生改變，導致分子軌道的電子密度改變。鍵角的變化進一步影響配體、中間體、金屬原子之間的相互作用。這種鍵角隨著CO產物法拉第效率的可逆變化，表明這種變化的穩健性。
（2）
這項研究的結果為研究CoPc催化劑的結構-性能關系提供重要貢獻，有助于理性設計原子分散活性位點的催化劑，展示了高能量分辨率的X射線表征技術對于分析含有金屬的氮摻雜碳催化劑的重要作用。
參考文獻
Bingbao Mei, Jianing Mao, Zhaofeng Liang, Fanfei Sun, Shuai Yang, Ji Li, Jingyuan Ma*, Fei Song*, and Zheng Jiang*, Reversible Angle Distortion-Dependent Electrochemical CO2 Reduction on Cobalt Phthalocyanine, J. Am. Chem. Soc. 2025
DOI: 10.1021/jacs.4c14409
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c14409
