北京大学AM：双原子位点的轨道耦合增强NO电氧化和细胞内检测
学术
2024-12-22 21:28
上海
原位测试活体组织和单细胞中的NO对于理解细胞供能以及诊断关键疾病非常重要，但是由于细胞环境的NO浓度非常低，NO对电催化剂的亲和性较低，阻碍了NO的原位检测。有鉴于此，北京大学郭少军教授等提出了一种精确控制双原子位点轨道耦合策略增强金属位点和No分子之间的亲和性，构筑了N掺杂空心碳载体修饰的Co-Ni双原子催化剂（Co1Ni1-NC），显著增强电催化还原NO性能。要点1. 制备的结构不对称Co1Ni1-NC比Ni1-NC或者Co1-NC具有更高的电流密度，而且具有优异的稳定性，而且降解速率基本上可忽略（0.6 μA cm-2 h-1），Co1Ni1-NC是目前性能最好的NO电催化剂之列。要点2. 实验和理论计算研究的结果表明Co和Ni之间的d-d轨道耦合起到关键作用，使得Ni能够得到更多电子，导致Ni的3dxy/yz轨道能够占据NO分子的2π轨道，因此减弱N≡O化学键，加快NO吸附的动力学。这项研究发现Co1Ni1-NC修饰的纳米电极能够原位传感活体组织和单细胞内的NO。Ruijin Zeng, Yanli Li, Qing Wan, Zheng Lin, Qian Gao, Minghao Qiu, Zhaoqi Dong, Limei Xiao, Chenglong Sun, Mengyao Leng, Yu Gu, Mingchuan Luo, Shaojun Guo， Orbital Coupling of Dual-Atom Sites Boosts Electrocatalytic NO Oxidation and Dynamic Intracellular Response, Adv. Mater. 2024DOI: 10.1002/adma.202416371https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202416371
