Regulating the d-band center of Cu nanoparticles for efficient photo-driven catalytic CO2 reduction

还原(数学) 中心(范畴论) 纳米颗粒 催化作用 材料科学 纳米技术 化学 结晶学 数学 几何学 生物化学
作者
Libo Wang,Shumin Zhang,Liuyang Zhang,Jiaguo Yu
出处
期刊:Applied Catalysis B-environmental [Elsevier]
卷期号:355: 124167-124167 被引量:2
标识
DOI:10.1016/j.apcatb.2024.124167
摘要

The conversion of CO2 into solar fuels via photo-driven catalytic reduction presents a promising avenue toward achieving carbon neutrality. Herein, copper-based catalysts are prepared and explored for photo-driven photothermal CO2 reduction reaction. The optimized catalyst exhibits a consistent CO production rate of 165.9 mmol g-1 h-1 and 100% CO selectivity at ambient pressure. We unveil the intricate adsorption dynamics at play: H2 molecules predominantly interact with and activate at Cu sites, while CO2 molecules preferentially adsorb and activate at interfacial sites within the composites. Furthermore, we elucidate how the positive shift of the d-band center (εd) for Cu 3d orbitals significantly enhances H2 adsorption and activation. Crucially, the subsequent dissociation of H2 molecules at Cu sites drives the efficient conversion of adsorbed CO2 molecules at interfacial sites into CO. Overall, our findings not only advance the theoretical understanding but also offer practical insights for realizing photothermal catalytic CO2 reduction reactions.
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