Steering CO2 Electroreduction Selectivity U-Turn to Ethylene by Cu–Si Bonded Interface

化学 催化作用 电化学 选择性 密度泛函理论 乙烯 氧化还原 物理化学 化学工程 无机化学 电极 计算化学 有机化学 工程类
作者
Wanfeng Xiong,Duan‐Hui Si,Hong-Fang Li,Xianmeng Song,Tao Wang,Yuan‐Biao Huang,Tian‐Fu Liu,Teng Zhang,Rong Cao
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:146 (1): 289-297 被引量:111
标识
DOI:10.1021/jacs.3c08867
摘要

Copper (Cu), with the advantage of producing a deep reduction product, is a unique catalyst for the electrochemical reduction of CO2 (CO2RR). Designing a Cu-based catalyst to trigger CO2RR to a multicarbon product and understanding the accurate structure-activity relationship for elucidating reaction mechanisms still remain a challenge. Herein, we demonstrate a rational design of a core-shell structured silica-copper catalyst (p-Cu@m-SiO2) through Cu-Si direct bonding for efficient and selective CO2RR. The Cu-Si interface fulfills the inversion in CO2RR product selectivity. The product ratio of C2H4/CH4 changes from 0.6 to 14.4 after silica modification, and the current density reaches a high of up to 450 mA cm-2. The kinetic isotopic effect, in situ attenuated total reflection Fourier-transform infrared spectra, and density functional theory were applied to elucidate the reaction mechanism. The SiO2 shell stabilizes the *H intermediate by forming Si-O-H and inhibits the hydrogen evolution reaction effectively. Moreover, the direct-bonded Cu-Si interface makes bare Cu sites with larger charge density. Such bare Cu sites and Si-O-H sites stabilized the *CHO and activated the *CO, promoting the coupling of *CHO and *CO intermediates to form C2H4. This work provides a promising strategy for designing Cu-based catalysts with high C2H4 catalytic activity.
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
刚刚
刚刚
学必困发布了新的文献求助20
刚刚
彭于晏应助芒硝灰采纳,获得10
刚刚
如初完成签到,获得积分20
刚刚
刚刚
上官若男应助xxxka采纳,获得10
刚刚
刚刚
1秒前
科目三应助ll采纳,获得10
1秒前
源于期待发布了新的文献求助10
2秒前
郇郇发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
3秒前
3秒前
3秒前
3秒前
3秒前
3秒前
在水一方应助粗心的从露采纳,获得10
3秒前
共享精神应助噜噜宝贝采纳,获得10
4秒前
HuiJN发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
小马甲应助闻疏采纳,获得10
4秒前
4秒前
小一一发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
谢亦有道发布了新的文献求助10
6秒前
五五我发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
7秒前
传奇3应助hengruizhang采纳,获得10
7秒前
wangayting发布了新的文献求助10
8秒前
朝文奕完成签到,获得积分10
8秒前
秀丽惋清完成签到 ,获得积分10
8秒前
科研通AI6.3应助李玉采纳,获得30
8秒前
sarah发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
米米完成签到 ,获得积分10
10秒前
11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
Inorganic Chemistry Eighth Edition 1200
Free parameter models in liquid scintillation counting 1000
Anionic polymerization of acenaphthylene: identification of impurity species formed as by-products 1000
Standards for Molecular Testing for Red Cell, Platelet, and Neutrophil Antigens, 7th edition 1000
HANDBOOK OF CHEMISTRY AND PHYSICS 106th edition 1000
ASPEN Adult Nutrition Support Core Curriculum, Fourth 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 6310968
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8127263
关于积分的说明 17029655
捐赠科研通 5368499
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2850424
邀请新用户注册赠送积分活动 1828033
关于科研通互助平台的介绍 1680654