在分子水平上电子和质子转移解耦的实验说明对于彻底理解多相(光)电化学质子耦合电子转移水氧化的动力学是必要的。

近日，上海科技大学Yi-Fan Huang通过原位显微光电化学表面增强拉曼光谱(SERS)和常压X射线光电子能谱来说明Au(Au-OH⁺)上带正电荷的表面氧化物种的电子转移中间体及其与水氧化速率的相关性。

文章要点

1）在水氧化的中间阶段，在与激光功率密度相关的测量中，Au-OH物种振动的特征性蓝移被归因于光诱导的水氧化中Au-OH⁺的产生。

2）在变温SERS测量中，随着温度的升高，根据Au-OH物种的振动频率排除了光热效应。

3）密度泛函理论计算证明，频率蓝移来自带正电荷的Au-OH物种。光电流相关的频率蓝移表明Au-OH⁺是水氧化过程中电子和质子解耦转移的关键电子转移中间体。

参考文献

Li-Wen Wu, et al, In Situ Spectroscopic Identification of the Electron-Transfer Intermediates of Photoelectrochemical Proton-Coupled Electron Transfer of Water Oxidation on Au, J. Am. Chem. Soc., 2023

DOI: 10.1021/jacs.2c11882

https://doi.org/10.1021/jacs.2c11882