在双原子催化剂中调整Ni和Fe原子之间的金属间相互作用,以促进CO2电还原
Yang Chen1, Jia Zhao2, Xiaoli Pan1
1CAS Key Laboratory of Science and Technology on Applied Catalysis, Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences, Dalian, 116023, China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|August 8, 2024
概括
双原子催化剂 (DACs) 在减少二氧化碳方面表现有前途. 在NiFe-N桥梁配置中优化原子距离显著提高了催化活性和稳定性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 催化剂是一种催化剂.
背景情况:
- 双原子催化剂 (DAC) 提供可调节的活性位点,以提高催化性能.
- 在DAC中控制原子配置和原子间距离对于优化电化学二氧化碳减排 (CO2RR) 是至关重要的.
研究的目的:
- 为了研究不同Ni-Fe原子配置对CO2RR的化碳支物的影响.
- 通过定制协调环境和原子间距离来理解DAC中的结构-活动关系.
主要方法:
- 在三种不同的配置中合成Ni和Fe DAC:NiFe隔离,NiFe-N桥梁和NiFe结合.
- 电化学表征以评估二氧化碳减排活性和稳定性.
- 密度函数理论 (DFT) 计算以阐明反应机制和协同效应.
主要成果:
- 具有两个原子共享的NiN4和FeN4部分的NiFe-N桥梁配置显示出卓越的CO2RR活性和稳定性.
- DFT计算显示,N桥接的NiFe位点与优化原子间距离促进协同效应.
- 这种协同作用促进了*COOH中间体的适当吸附,并增强了*CO溶解,加速了CO2电还原到CO的过程.
结论:
- 定制DAC的协调结构和原子间距离是提高催化性能的一种可行的策略.
- NiFe-N桥梁配置是优化DAC以有效减少电化学CO2的有效模型.
- 这项研究强调了DAC中精确的原子排列对于推进二氧化碳转化技术的关键作用.
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