无线电位法揭示热化学多相催化的电化学奥秘：开启催化机制研究新大门

为解决热化学催化剂（尤其是负载在电绝缘体上的）电位难以量化，阻碍统一理解电化学极化在热化学催化中作用的问题，研究人员开展了量化负载在绝缘体上金属催化剂电化学电位的研究。结果揭示了不同载体负载 Pt 催化剂上甲酸氧化脱氢的速率 - 电位关系及失活模式，有助于深入探究热化学催化中电化学极化的作用。

　　在液体介质中，催化剂的电化学电位（electrochemical potential）决定了催化的自由能状态，对于负载在导电材料上或连接外部电路的催化剂，其电位很容易测量。然而，负载在电绝缘体上的热化学催化剂的电位难以量化，这阻碍了对热化学催化过程中电化学极化作用的统一理解。研究人员开发出一种方法，通过引入低浓度的氧化还原活性分子（redox-active molecules），在催化剂和传感电极之间建立无线电连接，以此来量化负载在绝缘体上的金属催化剂的电化学电位。将该方法与同步速率测量相结合，研究人员发现，在 SiO₂和 Al₂O₃负载的 Pt 催化剂上，甲酸氧化脱氢（oxidative dehydrogenation of formic acid ）的速率 - 电位关系，与 TiO₂负载的 Pt 催化剂明显不同，还找到了 SiO₂负载 Pt 催化剂特有的失活模式。这些进展使得全面研究电化学极化在热化学催化中的作用成为可能，为催化机理研究的现有工具库增添了新方法。