质子调整的表面化学促进了酸性CO2中的多碳形成2电还原
Qingqing Song1, Feng Li2, Aoni Xu3
1Key Laboratory of Synthetic and Biological Colloids, Ministry of Education, School of Chemical and Material Engineering, Jiangnan University, Wuxi, Jiangsu 214122, P. R. China.
在酸性电解质中增加质子度显著增加二氧化碳的电还原到多碳产品. 这一进步提高了有价值的C2+化学品的效率和选择性.
科学领域:
- 电化学 电化学 电化学
- 催化剂是一种催化剂.
- 绿色化学 绿色化学
背景情况:
- 酸性电解质为二氧化碳电还原为多碳 (C2+) 产品提供了一个有前途的途径,有可能减轻其他介质中所见的碳损失.
- 在高效的电流密度下实现高C2+选择性受到竞争的单碳 (C1) 产品形成的阻碍.
研究的目的:
- 为了研究质子可用性对酸性CO2电还原过程中C2+产生的影响.
- 通过操纵电解质pH,提高C2+的选择性和效率.
主要方法:
- 电化学二氧化碳减排实验是在酸性介质中进行的,其质子度不同 (pH 2至pH 1).
- 现场拉曼光谱法用于分析表面物种和反应机制.
- 使用计算模拟来了解质子度对表面中间体的作用.
主要成果:
- 增加质子度从pH 2到pH 1显著提高了C2+法拉代克效率,从23.9 ± 2.7%提高到48.1 ± 0.6%.
- 随着质子可用性增加,C2+/C1产品比从0.4提高到1.6.
- 现场拉曼和模拟数据表明,较高的质子度促进了*CO覆盖,并有利于铜上的低频*CO结合配置,促进了C-C合.
结论:
- 质子的可用性是促进酸性CO2电还原中的C2+选择性的关键因素.
- 优化质子度可以导致高能效和选择性生产有价值的多碳化学物质.
- 这些发现提供了一种新的策略,通过控制电解质酸度来提高二氧化碳电减性能.
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