近日，我院MOOM团队蔡志雄课题组在发展电化学发光技术用于快速识别催化剂中金属-N配位类型和金属中心的自旋性质方面取得重要进展。相关成果以“Identifying N Coordination Types of Single-Atom Catalysts by Spin-Modulated Luminol Cathodic Electrochemiluminescence”为题发表在化学领域顶级期刊Angewandte Chemie International Edition上（DOI: 10.1002/anie.202421755）。

金属-N配位结构中配位氮原子的类型对N掺杂碳基单原子催化剂（SACs）的催化性能至关重要。扩展X射线吸收精细结构（EXAFS）光谱是一种分析SACs配位环境的强大工具。尽管效果显著，但同步辐射光源的稀缺性和数据分析的复杂性限制了其在鉴定SACs 金属-N 配位类型的广泛应用。该研究通过改变N源制备了两种CoN₄ SACs，并考察了它们在鲁米诺/溶解氧体系中阴极扫描时的电化学发光（ECL）行为。CoN₄（吡啶N）的自旋密度表现为d_z2轨道特征，而CoN₄（吡咯N）的自旋密度表现为d_xz轨道特征，这更有利于将O₂^•-中的O-O键裂解为^•OH，从而产生更活跃的中间体^*OH，促进阴极ECL发射。该研究表明，ECL技术为快速识别CoN₄ SACs中Co-N配位类型和金属中心的自旋性质提供了一种新方法。

我院2022级硕士生刘梦茹为论文的第一作者，蔡志雄为通讯作者，闽南师范大学为第一通讯单位；中科院福建物构所林淑娟和厦门大学陈曦提供了指导意见，为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金（No. 21904055），省自然科学基金（No.2023J011815；2020J05164）等共同资助。

文章链接：https://doi.org/10.1002/anie.202421755.

（文/图：刘梦茹）