Bridging Spectroscopy and Reactivity: Identifying the True Reactive CO Species in Electrocatalytic CO Oxidation

化学 拉曼光谱 电化学 同位素标记 动力学 一氧化碳 反应中间体 光化学 表面增强拉曼光谱 吸附 光谱学 桥接(联网) 解耦(概率) 反应中间体 化学动力学 红外光谱学 氧化还原 动力学同位素效应 电催化剂 反应机理 原位 电极 化学物理 反应速率 反应速率常数 反应动力学 基本反应 溶解 质谱法 催化作用 无机化学 分析物 化学种类 卟啉 焊剂(冶金) 反应性(心理学) 分子 分子振动 纳米技术
作者
Tianyi Yang,Ya-Jun Huang,Hao-Fei Geng,Hai‐Sheng Su,Jingxin Huang,Can Shao,Jin-Rui Liao,Guokun Liu,Xiang Wang,Bin W. Ren
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
标识
DOI:10.1021/jacs.6c13006
摘要

Abstract In situ electrochemical vibrational spectroscopy has revolutionized our understanding of electrocatalysis. However, establishing a rigorous correlation between spectroscopic signatures and reaction kinetics is still very challenging because high-coverage surface species may dominate the signal, whereas the truly reactive participants may be short-lived or spectroscopically silent. To disentangle spectators from true reaction participants, we developed a high-sensitivity spectroelectrochemical platform that integrates the rotating disk electrode with surface-enhanced Raman spectroscopy (RDE-SERS). This approach enables the simultaneous acquisition of reaction kinetics and interfacial molecular information under well-defined mass transport conditions. Using this versatile approach, we investigated the benchmark carbon monoxide oxidation reaction (COOR) on the Pt surface, which enabled decoupling between the spectroscopically observable species and the catalytically active species. Despite persistent and intense Raman signatures of adsorbed CO (COad) in the diffusion-limited region, COad predominantly acts as a spectator that blocks surface sites without effectively participating in the reaction, as confirmed by the isotope substitution experiments. Conversely, the oxidation current is sustained by the continuous flux of solution-phase CO (COsol), which is identified as the kinetically relevant reactant. These findings offer a new perspective on the roles of adsorbed species versus solution-phase species during dynamic electrochemical reactions. Collectively, the RDE-SERS methodology is established as a reliable strategy for identifying true reaction pathways, bridging molecular-level spectroscopic identification with macroscopic reactivity in complex electrocatalytic systems.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
开放蓝天的应助被小y采纳,获得10
刚刚
1秒前
1秒前
WPY发布了新的文献求助10
1秒前
paper发布了新的文献求助10
2秒前
小米发布了新的文献求助30
3秒前
依旧发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
小二郎的应助被navi采纳,获得10
4秒前
4秒前
蓝天的应助被滴滴采纳,获得10
6秒前
6秒前
岩浆果冻发布了新的文献求助10
6秒前
彭于晏的应助被刘yan采纳,获得10
7秒前
7秒前
7秒前
7秒前
7秒前
9秒前
啦啦啦啦啦啦完成签到,获得积分10
9秒前
品品完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
10秒前
哈哈哈发布了新的文献求助10
10秒前
发发的应助被霸气的翠安采纳,获得30
10秒前
坚定的扬发布了新的文献求助10
10秒前
懒猫完成签到,获得积分20
11秒前
lll发布了新的文献求助10
12秒前
cypjy发布了新的文献求助30
12秒前
123发布了新的文献求助20
12秒前
Joey完成签到,获得积分10
12秒前
CipherSage的应助被cxc采纳,获得10
12秒前
13秒前
热情孤丹完成签到,获得积分10
13秒前
费杨0420完成签到 ,获得积分10
15秒前
程绪洋发布了新的文献求助10
16秒前
虫子发布了新的文献求助10
16秒前
李健的应助被Fred采纳,获得10
16秒前
糊涂的大碗完成签到 ,获得积分10
16秒前
上官若男的应助被冬至采纳,获得10
16秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Les Mantodea De Guyane 2000
内視鏡下経鼻経蝶形骨洞手術術後SIADHに対する予防的水制限の安全性と有効性の検討 1000
Positive Psychology 600
Guidelines for fracture-safe and fatigue-reliable design of steel structures 600
Problems and Solutions for Integer and Combinatorial Optimization: Building Skills in Discrete Optimization 600
Organizational Behavior 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8011091
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9459428
关于积分的说明 21177492
捐赠科研通 7582444
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3383584
关于科研通互助平台的介绍 2515654
邀请新用户注册赠送积分活动 2418574