非均相光催化和电催化在能源化学中引起了极大的关注，包括二氧化碳还原，氮气固定，水氧化，氧气还原，有机转化等。在分子水平上理解光催化和电催化的反应机理是促进这些反应过程的关键，而定量同位素测定则提供了这样的工具。

近日，中科院化学所赵进才院士，章宇超研究员综述了两种重要的同位素测量方法（即动力学同位素效应法和同位素标记法）的原理，并总结了它们在多相催化剂上的光催化/电催化CO₂还原、N₂固定、水氧化、氧还原和有机转化等方面的重要应用。展望了同位素定量测量的发展前景。

文章要点

1）作者首先总结了动力学同位素效应（KIE）理论和同位素标记方法，以便更好地理解定量同位素测量。

2）作者总结了定量同位素测量在能源化学中的应用，包括：CO2还原、N2固定、水氧化、氧还原和有机转化。

3）作者指出定量同位素测量已经成为多相光催化和电催化研究的重要组成部分。一方面，简单、高效、低成本的合成方法和分离技术是制备同位素标记物和同位素取代多相催化剂的重要手段。另一方面，同位素测量的时空分辨研究将进一步深化研究人员在分子水平上对多相催化反应机理的认识。

Y. Lin, C. Deng, L.Wu, Y. Zhang, C. Chen, W. Ma and J. Zhao, Quantitative isotope measurements in heterogeneous photocatalysis

and electrocatalysis, Energy Environ. Sci., 2020

DOI: 10.1039/D0EE01790F

https://doi.org/10.1039/D0EE01790F