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                鄭耿鋒&徐昕&況敏JACS.:Cu9Ga4高效催化CO2制C2!
                來源: 時間:2023-12-11 10:13:44 瀏覽:2064次

                第一作者:Shuai YanZheng Chen

                通訊作者:鄭耿鋒教授、徐昕教授、況敏研究員

                通訊單位:復旦大學、東華大學

                DOI:10.1021/jacs.3c10202.



                研究背景



                在銅(Cu)基催化劑上,二氧化碳(CO2)電化學轉(zhuǎn)化為多碳(C2)產(chǎn)物受到吸附CO(*CO)中間體的表面覆蓋和隨后的C-C偶聯(lián)的強烈影響。然而,*CO覆蓋范圍的增加會導致強烈的*CO排斥和C-C耦合效率的降低,導致CO2到C2的活性和選擇性差,特別是在安培級電解電流密度下。基于此,復旦大學鄭耿鋒教授和徐昕教授、東華大學況敏研究員等人開發(fā)了一種原子有序的金屬間Cu9Ga4催化劑,包含Cu(100)的方形結(jié)構(gòu)單元,延長Cu-Cu距離,其中Cu原子由低*CO或*H結(jié)合親和力的惰性Ga原子間隔。與Cu(100)或(111)表面相比,方形的Cu排列可提高*CO的覆蓋范圍和更有效的C-C偶聯(lián),而Ga原子可以減少*CO的排斥力并抑制HER副反應。



                文章要點



                1、作者開發(fā)了一種原子有序的金屬間Cu9Ga4催化劑,包含Cu(100)的方形結(jié)構(gòu)單元,延長Cu-Cu距離,其中Cu原子由低*CO或*H結(jié)合親和力的惰性Ga原子間隔。方形的Cu排列可提高*CO的覆蓋范圍和更有效的C-C偶聯(lián),而Ga原子可以減少*CO的排斥力,并抑制HER副反應。

                2、所制備的Cu9Ga4電催化劑具有優(yōu)異的CO2到C2高轉(zhuǎn)換性能,峰值jC2為1207 mA cm-2,F(xiàn)EC2高達71%,甚至電解功率約200 W。本工作表明,合理設計和開發(fā)獨特的催化位點,以促進關(guān)鍵的形成和反應途徑,從而有利于CO2在工業(yè)相關(guān)性能上轉(zhuǎn)化為高附加值的化學品。



                圖文展示



                 

                圖1.*CO對Cu和Cu9Ga4金屬間化合物的斥力示意圖

                 2.結(jié)構(gòu)特征

                 3.電子的和精細的結(jié)構(gòu)特征

                 4.機理研究

                 圖5.CO2電還原性能

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                全部 3小時前 四川
                文字是人類用符號記錄表達信息以傳之久遠的方式和工具。現(xiàn)代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產(chǎn)生書面文字,很多小語種,有語言但沒有文字。文字的不同體現(xiàn)了國家和民族的書面表達的方式和思維不同。文字使人類進入有歷史記錄的文明社會。
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