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推广铜基催化剂新产品的有效策略

开心的月饼 2023-06-17 10:08:47 健康养生

电化学一氧化碳2还原反应(CO2RR)到含有两种或两种以上碳的高附加值产品(C2+产品)为关闭人为碳循环和提高经济效益提供了可行的策略。铜通常被认为是最有效的活性金属,对一氧化碳具有显着的催化性能2RR-to-C2+.

推广铜基催化剂新产品的有效策略

合理设计的铜基CO电催化剂2RR已得到广泛开发。但是,一氧化碳的直接转化2到C2+由于反应网络复杂,具有高选择性和高效率的产品仍然是一个艰巨的挑战。特别是,将产品精确控制到特定的C2+尚未实现具有高选择性的产品。

迄今为止,它仍然缺乏催化剂表面调节的系统指导规律来提高C。2+生产力。这是深入了解CO反应机理所必需的2RR-to-C2+在表面和/或界面上。因此,对可能影响催化性能的表面状态改性成果进行了全面综述,以高效CO的催化性能2RR-to-C2+是高期望的。

近日,由郑州大学徐群教授领导的研究团队从CO的四个关键步骤总结了铜基催化剂表面工程的最新进展。2RR-to-C2+:

抑制她。在Cu基电极表面用有机分子修饰增强了抑制HER的疏水性。实现这一目标的另一种方法是设计纳米针形状和疏水多孔结构的特定形态,以降低表面润湿性。

一氧化碳2吸附和活化。由CO负载的铜基催化剂2-捕获材料可能形成具有高CO的局部微环境2浓度。而引入卤化物离子可以将孤电子对捐赠给CO的未占用轨道2通过成立《公司条例》促进其启动2•–激进。此外,Cuδ+和铜0在铜表面也有效地激活一氧化碳2.

一氧化碳的形成和吸附。有效的方法包括增加用作热电联产站点的外来组件,以及建造具有增强局部电热场的特定结构。它们可以有效地调节C−C耦合的CO覆盖率、吸附容量和吸附配置。

C−C耦合。这一步可以通过构建约束结构、添加氧化态、构建缺陷、设计单原子催化剂和构建异质结结构来促进。具有约束结构的Cu基电极可以延长中间体的保留时间。

正价Cu位点、缺陷和异质结界面的引入主要调控C的吸附行为1中间体并降低C-C耦合的能量势垒。单原子催化剂中的配位基团影响不同C之间的C-C偶联路径1中间体通过调节Cu位点的配位微环境。

此外,这项工作还深入了解了CO的反应机理2通过深入了解Cu基催化剂的表面性质与性能改善之间的关系来研究RR。同时,CO当前面临的挑战和潜在战略2RR-to-C2+是设想的。这项工作发表在《中国催化学报》上。


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