JACS:电催化CO还原反应机理
纳米技术 纳米 2022-10-27


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目前人们虽然对Cu催化CO2/CO电化学还原反应进行广泛研究,但是对反应网络的理解仍非常缺乏。这是因为反应决速步骤发生于反应网络的前期,因此结合在催化剂表面的中间体物种表现非常短的寿命,而且众所周知中间体是控制反应选择性的关键。

有鉴于此,北京大学徐冰君、清华大学陆奇等报道研究发现Cu催化CORR反应过程种烷基官能团能够与催化剂表面的反应中间体结合,首次发现烷基官能团与难以捉摸的C1和C2中间体反应。

本文要点:

(1)

通过反应数据结果与原位光谱表征结果,说明通过烷基碘化物产生与催化剂表面结合的烷基官能团与吸附CO分子偶联,分别受到一个/两个亲核试剂进攻,生成羧酸盐、有机酮。发现在CORR反应中,CHx(x≤3)、C2Hx(x≤4)分别是生成甲烷和丙醇的前驱体。

(2)

特别重要的一点是,反应生成甲烷和C2+产物的路径本质上并不是正交的,而是因为催化剂表面上高能量的中间体覆盖度太低导致。这项研究说明通过,通过引入具有反应性的分子干扰反应网络的方式能够用于研究催化反应的机理。

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参考文献

Jing Li, Chunsong Li, Jiajie Hou, Wenqiang Gao, Xiaoxia Chang, Qi Lu*, and Bingjun Xu*, Intercepting Elusive Intermediates in Cu-Mediated CO Electrochemical Reduction with Alkyl Species, J. Am. Chem. Soc. 2022

DOI: 10.1021/jacs.2c09378

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c09378

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