Ligand-Modulated Cu Reconstruction to Steer the Hydride/Hydroxyl Pathway of Electrocatalytic CO2 Reduction

纳米材料基催化剂 配体(生物化学) 氢化物 催化作用 材料科学 金属 碱度 无机化学 金属有机骨架 微晶 化学工程 化学 有机化学 冶金 吸附 生物化学 工程类 受体
作者
Peng Yang
标识
DOI:10.54227/elab.20240010
摘要

Reconstructing metal-organic complexes effectively generates hybrid nanocatalysts for electrocatalytic CO2 reduction (eCO2R), but the role of metal-ligand interactions in shaping these hybrids and their influence on the electronic states of the reduced Cu species remain unclear. Herein, we impregnate Cu(II) acetate (Cu(OAc)2) into two Zirconium-based metal organic frameworks (MOFs) with different ligands to in situ construct Cu-based nanocatalysts for eCO2R. We show that Cu-ligand interactions crucially determine the transformation of Cu(OAc)2 during electrolysis, with biphenyl linkers forming agglomerated Cu2O particles and bipyridine linkers yielding highly dispersed Cu crystallites. This ligand-modulated Cu reconstruction diverges eCO2R towards C2 and C1 pathways, with agglomerated Cu2O particles producing C2+ products and smaller Cu crystallites achieving a maximum CH4 Faradaic efficiency (FE) of 60.3% ± 0.5% at 600 mA/cm2. In situ IR and Raman spectra unveil that larger Cu2O particles accumulate Cu-OH, increasing local alkalinity and *CO coverage, which favors asymmetric C-C coupling to yield C2+ products. Conversely, smaller Cu crystallites undergo rapid consumption of OH- and Cu-OH, decreasing alkalinity and promoting metal hydride (M-H) formation and sequential hydrogenation of *CO toward CH4 production. This study signifies the exploitation of metal-organic filler-host interactions to manipulate catalyst reconstruction for tailoring local environment towards selective eCO2R.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
1秒前
Ronin123456完成签到,获得积分10
1秒前
37发布了新的文献求助10
2秒前
Serein发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
4秒前
科研通AI6.3应助masterchen采纳,获得10
4秒前
5秒前
eric888应助糊涂的奇迹采纳,获得30
5秒前
Laly发布了新的文献求助10
6秒前
霸气蛋挞发布了新的文献求助10
7秒前
DaLi123发布了新的文献求助10
8秒前
Sun1314关注了科研通微信公众号
8秒前
jeffshan发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
子义发布了新的文献求助10
9秒前
leadsyew完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
白工关注了科研通微信公众号
10秒前
Lanyx发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
11秒前
11秒前
Serein完成签到,获得积分10
12秒前
壹贰叁完成签到,获得积分10
12秒前
Ronin123456发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
12秒前
zzu应助安详的惜梦采纳,获得10
13秒前
英俊的铭应助yy采纳,获得10
13秒前
橘子树77发布了新的文献求助10
13秒前
淡定鞋垫完成签到 ,获得积分20
14秒前
14秒前
喜悦傲晴发布了新的文献求助10
16秒前
逸风望发布了新的文献求助20
17秒前
junet完成签到,获得积分10
17秒前
门板发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
XING发布了新的文献求助10
19秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Applied Min-Max Approach to Missile Guidance and Control 3000
Metallurgy at high pressures and high temperatures 2000
Inorganic Chemistry Eighth Edition 1200
High Pressures-Temperatures Apparatus 1000
Free parameter models in liquid scintillation counting 1000
Standards for Molecular Testing for Red Cell, Platelet, and Neutrophil Antigens, 7th edition 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6318614
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8134959
关于积分的说明 17053558
捐赠科研通 5373483
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2852399
邀请新用户注册赠送积分活动 1830192
关于科研通互助平台的介绍 1681830