在光化学合成的Ag₁₉和合金Ag₁₉和Ag₁₂Cu_{7纳米集群中对电催化CO2的反应性和选择性的研究}

科学领域:

• 纳米材料化学
• 电催化
• 可持续能源

背景情况:

• 原子精确的纳米集群对于理解电催化二氧化碳减排 (eCO2RR) 中的结构属性关系至关重要.
• 对于eCO2RR中的低或零价值贵金属纳米集群及其合金存在有限的模型.
• 开发可调节的纳米集群模型对于推进eCO2RR催化是至关重要的.

研究的目的:

• 合成和描述一个新的,更大的铜合银纳米集群,Ag19Cu2 ((4-tBuPhCC) 16 ((Dpppe) 4 ((SbF6) 3 (Ag19Cu2-2e).
• 在eCO2RR中研究Ag19-2e,Ag19Cu2-2e和Ag12Cu7的结构-性质关系.
• 阐明铜和配体环境在调节催化活性和产品选择性的作用.

主要方法:

• 银纳米聚合物的光化学合成 Ag19 ((4-tBuPhCC) 14 ((Dpppe) 3 ((SbF6) 3 (Ag19-2e).
• 合成合铜纳米集群Ag12Cu7 ((4-tBuPhCC) 14 ((Dpppe) 3Cl3 ((SbF6) 2) (Ag12Cu7-0e) 和Ag19Cu2 ((4-tBuPhCC) 16) ((Dpppe) 4 ((SbF6) 3) (Ag19Cu2-2e).
• 使用紫外线和质谱进行表征,然后进行电化学二氧化碳减排 (eCO2RR) 性能测试和理论计算.

主要成果:

• Ag19Cu2-2e是通过光诱导的Ag19-2e生成和随后的Cu(II) 附着形成的.
• Ag19-2e显示效率最低,而Ag19Cu2-2e则有利于酸盐的生产,这表明铜剂的调节作用.
• Ag12Cu7-0e表现出优异的催化性能和最高的C1产品选择性 (CO和酸盐),这是由于去除了Cl连接物和暴露的Ag位点.

结论:

• 在银纳米集群中使用铜可显著增强eCO2RR的催化活性.
• 不同的铜剂水平允许精确调节产品的选择性 (形式与CO).
• 连接体环境起着至关重要的作用;连接体的去除可以暴露活性位点并改善催化性能.