Intermediates‐induced CO2 Reduction Reaction Activity at Single‐Atom M−N2 (M=Fe, Co, Ni) Sites

化学 密度泛函理论 催化作用 Atom(片上系统) 部分 反应中间体 自旋态 氧化态 结晶学 立体化学 计算化学 无机化学 计算机科学 生物化学 嵌入式系统
作者
Kang Liu,Ganghai Ni,Tao Luo,Junwei Fu,Hongmei Li,Min Liu,Zhang Lin
出处
期刊:ChemPhysChem [Wiley]
卷期号:24 (19) 被引量:3
标识
DOI:10.1002/cphc.202300050
摘要

Single-atom M-N2 (M=Fe, Co, Ni) catalysts exhibit high activity for CO2 reduction reaction (CO2 RR). However, the CO2 RR mechanism and the origin of activity at the single-atom sites remain unclear, which hinders the development of single-atom M-N2 catalysts. Here, using density functional theory calculations, we reveal intermediates-induced CO2 RR activity at the single-atom M-N2 sites. At the M-N2 sites, the asymmetric *O*CO configuration tends to split into *CO and *OH intermediates. Intermediates become part of the active moiety to form M-(CO)N2 or M-(OH)N2 sites, which optimizes the adsorption of intermediates on the M sites. The maximum free energy differences along the optimal CO2 RR pathway are 0.30, 0.54, and 0.28 eV for Fe-(OH)N2 , Co-(CO)N2 , and Ni-(OH)N2 sites respectively, which is lower than those of Fe-N2 (1.03 eV), Co-N2 (1.24 eV) and Ni-N2 (0.73 eV) sites. The intermediate modification can shift the d-band center of the spin-up (minority) state downward by regulating the charge distribution at the M sites, leading to less charge being accepted by the intermediates from the M sites. This work provides new insights into the understanding of the activity of single-atom M-N2 sites.

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
刚刚
1秒前
欢呼鼠标发布了新的文献求助10
1秒前
tylerconan完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
2秒前
丫丫完成签到,获得积分10
3秒前
小蘑菇应助yazhong采纳,获得10
3秒前
埃塞克斯应助高高采纳,获得10
3秒前
把饭拼好给你完成签到 ,获得积分10
4秒前
王心茹发布了新的文献求助10
4秒前
BeSideWorld完成签到,获得积分10
4秒前
上官发布了新的文献求助10
5秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
6秒前
wsh发布了新的文献求助10
6秒前
橙子发布了新的文献求助10
7秒前
852应助爱学习的慕采纳,获得10
8秒前
Wangshengnan发布了新的文献求助10
9秒前
Athena完成签到 ,获得积分0
10秒前
12秒前
chenym完成签到 ,获得积分10
12秒前
wanci应助sherry采纳,获得10
12秒前
12秒前
JamesPei应助Jake采纳,获得10
13秒前
15秒前
小马甲应助yyc采纳,获得10
15秒前
之槐完成签到,获得积分10
15秒前
核桃发布了新的文献求助30
16秒前
Wangshengnan完成签到,获得积分10
16秒前
今后应助科研山中山采纳,获得10
17秒前
17秒前
21秒前
22秒前
22秒前
喜羊羊发布了新的文献求助10
23秒前
yyc完成签到,获得积分10
24秒前
科目三应助标致的续采纳,获得10
24秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
25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
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 3000
Terrorism and Power in Russia: The Empire of (In)security and the Remaking of Politics 1000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6044918
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7814182
关于积分的说明 16246605
捐赠科研通 5190603
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2777460
邀请新用户注册赠送积分活动 1760669
关于科研通互助平台的介绍 1643815