在改铜表面对氧物种进行操纵,以调整CO2的产品选择性
Pengsong Li1,2, Jiyuan Liu1,2, Yong Wang1,2
1Beijing National Laboratory for Molecular Sciences, CAS Laboratory of Colloid and Interface and Thermodynamics, CAS Research/Education Center for Excellence in Molecular Sciences, Center for Carbon Neutral Chemistry, Institute of Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China.
Journal of the American Chemical Society
|September 11, 2024
概括
这项研究引入了电化学二氧化碳减排 (CO2RR) 的铜-催化剂. 催化剂通过调整应用潜力,选择性地产生一氧化碳 (CO) 或多碳产物 (C2+).
科学领域:
- 电化学
- 催化剂
- 材料科学
背景情况:
- 电化学二氧化碳减排 (CO2RR) 对于可持续化学生产至关重要.
- 开发具有选择性和强大的CO2RR催化剂仍然是一个重大挑战.
- 控制二氧化碳和二氧化碳化合物的产品选择性是关键.
研究的目的:
- 为选择性CO2RR设计一种经济且强大的催化剂.
- 通过潜在的调整来研究产品选择性控制机制.
- 通过使用单一的催化剂,实现二氧化碳和多碳产品的生产.
主要方法:
- 用抗改性铜 (CuSb) 催化剂的合成和表征.
- 在不同电流密度和电位的电化学二氧化碳减排实验.
- 在现场实验和理论研究以阐明反应机制.
主要成果:
- CuSb催化剂在 - 0.6 V 与 RHE 和 0.3 A/cm2 的 CO 中实现了 98.2% 的法拉达效率 (FE).
- 在 -1.1V与RHE和1.1A/cm2时,催化剂产生了75.6%FE的C2+化合物.
- 潜在依赖的表面氧物种和中间吸附决定了产品的选择性.
结论:
- 在CO2RR中,CuSb催化剂可为CO或C2+产品提供可调的选择性.
- 表面氧物种和中间结合对于控制反应途径至关重要.
- 这种催化剂设计为有效的二氧化碳转化提供了一个有前途的途径.
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