Syngas Production with a Highly-Robust Nickel(II) Homogeneous Electrocatalyst in a Water-Containing System

合成气 电催化剂 催化作用 电化学 化学 二甲基甲酰胺 均相催化 化学工程 氧化还原 无机化学 有机化学 物理化学 电极 溶剂 工程类
作者
Jia‐Wei Wang,Hai‐Hua Huang,Jia‐Kai Sun,Di‐Chang Zhong,Tong‐Bu Lu
出处
期刊:ACS Catalysis 卷期号:8 (8): 7612-7620 被引量:51
标识
DOI:10.1021/acscatal.8b02044
摘要

Syngas (CO and H2) is an essential raw material for producing various chemicals in industry. The reduction of CO2 in a water-containing system can serve as a more sustainable pathway to obtain syngas than the transformation of fossil fuels, while the modulation of the H2/CO ratios is a challenge. Herein a nickel(II) tripodal complex is employed as a homogeneous electrocatalyst for CO2 and H2O reduction. With this catalyst, selective CO formation with negligible H2 evolution can be accomplished in the presence of 5.0 M H2O in N,N′-dimethylformamide (DMF). By further varying the applied potentials, the H2/CO ratio can be delicately tuned. The catalyst is appreciably robust with a high turnover number of 1.9 × 106 in 1 day operation with negligible deactivation, which can be attributed to the redox innocence of the used ligand. Based on the results of electrochemistry and DFT calculation, the catalytic mechanism is proposed.
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