经过50年的努力，环境压力X射线光电子能谱（APXPS）已成为研究多相催化和电催化的有力表征工具。这一成就的实现不仅仅是通过改进仪器，而且是通过探索新科学现象的愿望和新技术的进步之间的相互作用。

有鉴于此，上海科技大学刘志教授和于奕教授等人，简要介绍了APXPS的发展历史及其在催化和电催化方面的应用。通过精选的案例，说明了“工具驱动”和“科学驱动”突破之间的相互关系。

本文要点

1）在APXPS被认为是真正的催化技术及其应用之前，仍要面对许多新的挑战和问题。在催化中，活性位点强烈依赖于局部反应条件，包括温度，压力，反应物浓度，传质等。因此，对原位和operando研究的一大挑战是精确控制最佳反应条件。一旦APXPS的开发和创新在可控的环境下实现了准确的测量，有助于新的发现。

2）全球对能源短缺和环境问题的关注正在对能源战略和研究计划的基础产生巨大影响。可再生能源，能量转换和存储以及电催化领域无疑是最活跃的研究领域。这对多相催化和电催化提出了挑战，引导理解动态反应条件下的催化剂，而不是传统研究中静态的或最佳的催化剂。(1)研究人员不仅要发现给定催化剂的最佳反应条件，而且要设计出能在不同条件下(平均最佳条件)均能表现良好的催化剂。(2)动力学应该基于可以变化的反应位点，而不是在稳态条件下观察到的静态反应位点。

3）它为APXPS方法的发展带来了许多新的需求和前沿，包括：(i) 反应条件的精确控制；（ii）具有时空分辨率的高效检测；（iii）深入了解光束损伤和交叉污染；（iv）实际催化剂的研究。

参考文献：

Yong Han et al. In Situ Characterization of Catalysis and Electrocatalysis Using APXPS. ACS Catal., 2021.

DOI: 10.1021/acscatal.0c04251

https://doi.org/10.1021/acscatal.0c04251