開(kāi)拓光電化學(xué)前沿：武漢大學(xué)高等研究院與國(guó)儀量子EPR的創(chuàng)新之旅

我們課題組對(duì)國(guó)儀量子的設(shè)備（EPR200-Plus）非常滿(mǎn)意。目前，我們實(shí)驗(yàn)室所有的EPR測(cè)試都是在這兩臺(tái)國(guó)儀量子的設(shè)備上進(jìn)行的。——武漢大學(xué)高等研究院 研究員 易紅

武漢大學(xué)高等研究院光電納米催化與工業(yè)應(yīng)用研究中心由雷愛(ài)文教授牽頭，以解決基礎(chǔ)的化學(xué)、物理、材料和能源方面的問(wèn)題為導(dǎo)向。

中心研究員易紅介紹：“我們團(tuán)隊(duì)的研究主要聚焦于光電化學(xué)有機(jī)合成與反應(yīng)機(jī)理的探索。并開(kāi)發(fā)了多種原位譜學(xué)技術(shù)與裝置，這些技術(shù)使我們能夠深入研究均相體系中活性自由基和有機(jī)金屬中間體的結(jié)構(gòu)與反應(yīng)性。通過(guò)這些研究，我們揭示了光電催化反應(yīng)中化學(xué)鍵活化與轉(zhuǎn)化的機(jī)制，為該領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。”

從左往右：楊慶紅，雷愛(ài)文，曾力，王建興和易紅。圖片來(lái)源：武漢大學(xué)高等研究院

在團(tuán)隊(duì)的研究中，電子順磁共振（EPR）技術(shù)扮演著關(guān)鍵角色。“EPR技術(shù)在我們的研究中主要用于光催化和電化學(xué)有機(jī)反應(yīng)機(jī)理研究，”易教授解釋道，“特別是在監(jiān)測(cè)和分析反應(yīng)過(guò)程中的短壽命自由基和金屬中間體的結(jié)構(gòu)方面發(fā)揮了重要作用。”

EPR的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)在于其能夠精確捕獲反應(yīng)過(guò)程中活性物種的動(dòng)態(tài)變化，揭示單電子轉(zhuǎn)移和化學(xué)鍵活化的細(xì)節(jié)。這些信息為優(yōu)化反應(yīng)條件和設(shè)計(jì)新的催化體系提供了關(guān)鍵的理論依據(jù)。

2023年，中心引入了兩臺(tái)國(guó)儀量子的X波段連續(xù)波電子順磁共振波譜儀EPR200-Plus。自2023年底安裝以來(lái)，這兩臺(tái)設(shè)備已經(jīng)在團(tuán)隊(duì)的研究中發(fā)揮了重要作用。“我們已經(jīng)有一項(xiàng)工作成功地利用這臺(tái)設(shè)備捕獲到了光催化反應(yīng)中的多個(gè)自由基活性物種，”易紅研究員分享道，“這個(gè)發(fā)現(xiàn)為我們發(fā)展新的光催化反應(yīng)提供了重要指導(dǎo)，也揭示了反應(yīng)過(guò)程中的關(guān)鍵自由基反應(yīng)路徑。”

易紅研究員在指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)

經(jīng)過(guò)近一年的使用，中心對(duì)國(guó)儀量子EPR的評(píng)價(jià)頗高。采訪期間，團(tuán)隊(duì)正在使用EPR200-Plus進(jìn)行低溫下解析銅的精細(xì)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)。易紅研究員指著實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)：“譜圖的信噪比非常好，比進(jìn)口儀器的結(jié)果要好。”此外，易紅研究員還指出了設(shè)備的主要優(yōu)勢(shì)：

1. 高靈敏度和寬溫區(qū)的操作能力； 

2. 在復(fù)雜體系中解析微觀結(jié)構(gòu)時(shí)表現(xiàn)優(yōu)異； 

3. 設(shè)備性能穩(wěn)定，操作便捷； 

4. 作為國(guó)產(chǎn)設(shè)備，售后和技術(shù)服務(wù)及時(shí)，確保了設(shè)備的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

“我個(gè)人對(duì)國(guó)儀量子的設(shè)備使用非常滿(mǎn)意，”易教授表示，“目前，我們實(shí)驗(yàn)室所有的EPR測(cè)試都在這兩臺(tái)國(guó)儀量子的設(shè)備上進(jìn)行，運(yùn)行非常穩(wěn)定。”

作為光電催化領(lǐng)域的專(zhuān)家，易紅研究員與團(tuán)隊(duì)也對(duì)國(guó)產(chǎn)EPR的發(fā)展提出了更高期待。他建議：“希望國(guó)儀量子的EPR在數(shù)據(jù)處理的自動(dòng)化和智能化方面進(jìn)行優(yōu)化，以幫助更多學(xué)生進(jìn)行準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)分析和處理。”

近來(lái)，武漢大學(xué)高等研究院光電納米催化與工業(yè)應(yīng)用研究中心成果頻出，這不僅體現(xiàn)了團(tuán)隊(duì)的卓越實(shí)力，也反映了先進(jìn)科研設(shè)備在推動(dòng)科學(xué)進(jìn)步中的關(guān)鍵作用。未來(lái)，國(guó)儀量子將持續(xù)為我國(guó)科研工作者提供最優(yōu)質(zhì)的設(shè)備和服務(wù)，共同推動(dòng)光電化學(xué)領(lǐng)域的創(chuàng)新和發(fā)展。

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