ACS Catalysis: d轨道电子构型调控金属-氮-碳催化剂在电化学CO2RR中的选择性 2023年10月11日 上午12:19 • 头条, 百家, 顶刊 • 阅读 12 电化学CO2还原反应(CO2RR)是将CO2还原成增值物质的一种具有巨大工业化潜力的零碳排放技术。由于电化学CO2RR反应路径复杂,产物种类繁多,以及其产物选择性难以控制,这严重限制了其实际应用。考虑到CO是最常见、最简单的产物,在C1化学产物链中具有很高的价值,并且CO2RR中只有两个电子参与的电化学CO2-CO还原反应可以达到预期的高活性和高选择性。 近年来,一些贵金属(如Ag、Au等)基催化剂对CO2RR具有良好的电化学性能,可以在较低的过电位下有效地将CO2还原为CO。然而,这些催化剂的稀缺性和高成本限制了它们的大规模应用,因此有必要探索经济且高效的催化剂以实现电化学CO2RR的实际应用。 近日,西安交通大学沈少华课题组采用浸渍-酸浸法合成了多种M-N-C (M: Fe,Co,Ni,Cu)单原子催化剂(SACs)。电化学性能测试结果显示,Ni-N-C在-0.65 VRHE下表现出非常高的CO法拉第效率(FE),并且在−0.5至−0.9 VRHE的电位范围内的CO选择性高于90%,远优于其他M-N-C (M: Fe,Co和Cu)。电化学稳定性测试显示,在不同的电位下,该催化剂电流密度的衰减可以忽略不计,并且在电化学反应期间表面没有发生任何碳溶解。 晶体场理论,Dewar-Chatt-Duncanson模型(DCD)和微分电荷密度分析表明,在M-N-C系统中,中心金属的d轨道构型是有利于从CO2分子中的C原子到Ni原子的电子转移,从而有效地激活表面吸附的CO2;孤对电子占据Fe3+、Co2+和Cu2+的最外层d轨道会削弱电子转移过程,进而阻碍CO2的活化。 此外,原位光谱研究表明,在相对较低的电位下,Ni-N-C SAC上*COOH中间体的形成能垒较低,导致其较高的CO2-CO转化性能。 Atomically Dispersed Metal–Nitrogen–Carbon Catalysts with d-Orbital Electronic Configuration-Dependent Selectivity for Electrochemical CO2-to-CO Reduction. ACS Catalysis, 2023. DOI: 10.1021/acscatal.2c05249 原创文章,作者:Gloria,如若转载,请注明来源华算科技,注明出处:https://www.v-suan.com/index.php/2023/10/11/549b7500fd/ 催化 赞 (0) 0 0 生成海报 相关推荐 李振声/李新建NML: Na/In/C复合负极在EC/PC电解液中实现优异的Na沉积 2023年10月15日 孙学良/谷猛/赵志坚Nano Energy:单原子表面工程:提高铂Pt催化剂电化学活性的新策略 2023年10月16日 北科/港理工AM: 具有动力学阻碍的原子阶梯界面促进FeNi3纳米晶体高效OER 2022年9月27日 姜艳霞/李丽波ACS Energy Lett.:基于纳米碳化钼填料的优异固态聚合物电解质! 2023年10月10日 锂电大牛Jean-Marie Tarascon最新AEM: 光学传感破译界面反应,以优化钠离子电池电解液配方 2023年10月27日 三单位AFM:高能柔性Zn-S电池硫还原转化的双向铁原子催化剂 2023年10月10日 发表回复 请登录后评论...登录后才能评论 提交