Nature Catalysis:调控Cu的电子结构改善CO2电化学还原制备甲醇
纳米技术 纳米 2022-12-13

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电催化分解CO2制备甲醇是一种具有零碳排放前景的技术路线,但是目前大多数的相关研究通常表现较低的甲醇选择性和甲醇产率。

有鉴于此,中科院上海硅酸盐研究所黄富强、王家成、复旦大学郑耿峰等报道基于软硬酸碱理论,通过调节Cu催化剂位点的电子离域性质控制产物的甲醇、甲烷选择性。

设计合成Cu2NCN,其中Cu(I)离子与NCN2-之间具有非常强的共轭相互作用,因此表现较强的电子离域特征。

本文要点

(1)

通过理论计算,发现Cu2NCN能够显著的降低*OCH3吸附物和Cu的Cu-O相互作用,因此比反应分叉关键点的Cu-*O-CH3的O-C相互作用更弱,因此能够使得反应通过释放*OCH3并且生成甲醇的方式进行。

(2)

Cu2NCN催化剂的电催化还原CO2制备甲醇选择性高达70 %,部分电流密度达到-92.3 mA cm-2,实现了0.160 μmol s-1 cm-2的电催化制备甲醇效率。

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参考文献

Shuyi Kong, Ximeng Lv, Xin Wang, Zhengzheng Liu, Zichuang Li, Bingquan Jia, Du Sun, Chao Yang, Lijia Liu, Anxiang Guan, Jiacheng Wang, Gengfeng Zheng & Fuqiang Huang, Delocalization state-induced selective bond breaking for efficient methanol electrosynthesis from CO2, Nature Catalysis 2022

DOI: 10.1038/s41929-022-00887-z

https://www.nature.com/articles/s41929-022-00887-z


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