近日，
安徽师范大学耿保友教授课题组
在国际知名学术期刊《Advanced Functional Materials》上发表题为
“Atomically Dispersed Ga Synergy Lewis Acid-Base Pairs in F-doped Mesoporous Cu
2
O for Efficient Eletroreduction of CO
2
to C
2+
Products”
的研究论文，证明了F与Ga单原子双掺杂策略可产生协同实现工业级大电流密度下的CO
2
RR。
作者利用了一种简单的喷雾热解策略制备了F和Ga单原子共掺杂的介孔Cu
2
O。通过SEM、TEM、HRTEM、AC-HAADF-STEM等手段进行表征并发现了高度分散的Ga单原子存在。为了进一步表征掺杂对Cu
2
O电子结构的影响以及单原子Ga的存在，
作者采用台式X射线吸收谱仪（安徽吸收谱仪器设备有限公司，型号：RapidXAFS 2M）
来分析材料的局部电子和配位结构。首先，从Cu的K吸收边能量位置可以看出，两个样品中Cu的价态都在0和+1之间。Ga的掺杂使Cu的氧化态增加，这证明了电子从Cu到Ga的转移。在Cu的EXAFS谱图中，可以看到两个样品都具有与Cu
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O相似的Cu-O和Cu-Cu散射峰，并且F的掺杂形成Cu-F键，从而减少了Cu-Cu键的配位数。Ga的加入进一步降低了Cu-Cu键的配位数，此外，Ga的K边吸收表明化合价在0和+3之间。Ga的EXAFS光谱显示Ga-O配位在1.5 Å处有明显的峰值，没有检测到明显的Ga-Ga配位信号。表明材料中原子分散的Ga被O原子锚定在Cu
2
O上。随后，小波变换（WT）-EXAFS也证实了上述结论，样品的WT显示最大值为4 Å
-1
，与Ga-O配位信号一致。通过拟合Ga的EXAFS来量化Ga-O的配位。在样品中，1个Ga原子与4个O原子配位，Ga-O的平均键长为1.89 Å。这进一步证明了Ga通过Ga-O键以单个原子的形式锚定在催化剂中。
