中科大NanoLett.:了解*CO覆盖率对CO2电还原中C-C耦合的影响

华算科技 2024-02-14 21:50:45

铜(Cu)基串联纳米晶体已被广泛应用于通过提高CO中间体(*CO) CO2电还原的覆盖来合成多碳(C2+)产物。然而,了解*CO覆盖率和C-C耦合之间的内在相关性仍然模棱两可。基于此,中国科学技术大学耿志刚副教授(通讯作者)等人报道了他们通过将CoPc与Cu的气体扩散电极耦合构建了一种串联催化剂(GDE of Cu-CoPc)。

在文中,作者通过在Cu的气体扩散电极(GDE)上构建以钴-酞菁(CoPc)作为CO生成组分的串联催化剂,深入研究了*CO的表面覆盖对C-C耦合的影响,以实现CO2电还原。GDE of Cu-CoPc串联催化剂在480 mA cm-2的施加电流密度(j)下实现了82%的C2+产物的法拉第效率(FE)。

借助原位拉曼光谱测量,原位衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIRS)测量和密度泛函理论(DFT)计算,作者证明了*CO表面覆盖率的增加导致*CO的吸附模式从桥吸附(*CObridge)转变为顶部吸附(*COtop)。 DFT计算进一步证明两个*COtop的二聚化在*COtop-*COtop、*COtop-*CObridge和*CObridge-*CObridge的耦合中保持最低的能垒。因此,*CO的高表面覆盖率促进C-C耦合过程的内在原因是*CO顶部的局部富集。该工作提供了对CO2电还原的表面覆盖依赖模式特定C-C耦合机制的深入理解。

Understanding the Effect of *CO Coverage on C-C Coupling toward CO2 Electroreduction. Nano Lett.,2022, DOI: 10.1021/acs.nanolett.2c00945.

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