调节铜催化剂表面分子亲电性以调控电催化二氧化 碳还原选择性

计算机科学
作者
Xianlong Zhou,Jieqiong Shan,Min Zheng,Huan Li,Bao Yu Xia,Yao Zheng
出处
期刊:Science China. Materials [Springer Nature]
卷期号:67 (6): 1858-1865 被引量:4
标识
DOI:10.1007/s40843-023-2676-y
摘要

Cu is the only transition metal that can achieve electrochemical CO2 reduction (CRR) with the generation of hydrocarbons and oxygenates. However, it is still challenging to regulate CRR selectivity in a broad product distribution on Cu. Here, we selected a series of molecules with varying electrophilicity to modify Cu catalysts that achieve a high CRR selectivity towards either CH4 or C2H4. Theoretical analysis shows that molecular electrophilicity determines catalyst's proton availability, which promotes or inhibits the critical proton-coupled electron transfer (PCET) process in CRR. Consequently, the molecule with low electrophilicity (e.g., 1,2-bis(4-pyridyl)ethane) can facilitate proton transfer to hydro-genate *CO intermediates to generate CH4 with a Faradaic efficiency (FE) of 58.2%, while the molecule with high electrophilicity (e.g., trans-1,2-bis(4-pyridyl)ethylene) can build stronger hydrogen bonds to stabilize *CO for further dimerization, realizing an FE of 65.9% for C2H4. The combination of theoretical computation and in situ spectroscopic characterizations reveal that using molecular electrophilicity can tune catalyst's proton availability, thereby altering its CRR pathway of either *CO hydrogenation or *CO-*CO dimerization. This work provides new understanding of CRR selectivity by tuning the PCET process instead of materials engineering.
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
zhangting完成签到,获得积分10
刚刚
AAAAAAAAAAA完成签到,获得积分10
刚刚
vvvvvvv完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
wanyanjin应助1111采纳,获得10
刚刚
gaos发布了新的文献求助10
1秒前
小吴完成签到,获得积分10
2秒前
迟大猫应助Star1983采纳,获得10
2秒前
chinning完成签到,获得积分10
3秒前
Mon_zh发布了新的文献求助20
3秒前
3秒前
漂亮送终完成签到,获得积分10
3秒前
朴素篮球发布了新的文献求助10
4秒前
天才完成签到 ,获得积分10
4秒前
不喝可乐发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
皮尤尤发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
道中道完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
知之然完成签到,获得积分10
7秒前
研友_n2QP2L完成签到,获得积分10
7秒前
Lucas应助安静听白采纳,获得10
7秒前
CC发布了新的文献求助10
7秒前
星辰大海应助系统提示采纳,获得10
8秒前
8秒前
sss完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
板凳完成签到,获得积分10
9秒前
单纯访枫发布了新的文献求助30
9秒前
bin0920发布了新的文献求助10
9秒前
aaaaaa完成签到,获得积分10
10秒前
tangsuyun完成签到,获得积分20
10秒前
MADKAI发布了新的文献求助50
10秒前
大方小白完成签到,获得积分10
10秒前
xiaokezhang发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
zhenzhen发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
hz_sz完成签到,获得积分10
12秒前
高分求助中
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 3000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Social media impact on athlete mental health: #RealityCheck 1020
Ensartinib (Ensacove) for Non-Small Cell Lung Cancer 1000
Unseen Mendieta: The Unpublished Works of Ana Mendieta 1000
Bacterial collagenases and their clinical applications 800
El viaje de una vida: Memorias de María Lecea 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 量子力学 光电子学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3527469
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3107497
关于积分的说明 9285892
捐赠科研通 2805298
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1539865
邀请新用户注册赠送积分活动 716714
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 709678