清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Mechanistic Insights into the Selective Electroreduction of Carbon Dioxide to Ethylene on Cu2O-Derived Copper Catalysts

微晶 循环伏安法 催化作用 计时安培法 吸附 无机化学 乙烯 化学 选择性 分析化学(期刊) 材料科学 电化学 物理化学 结晶学 电极 有机化学
作者
Albertus D. Handoko,Cheng Wai Ong,Yun Huang,Zheng Guang Lee,Liyi Lin,Grace B. Panetti,Boon Siang Yeo
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry C [American Chemical Society]
卷期号:120 (36): 20058-20067 被引量:187
标识
DOI:10.1021/acs.jpcc.6b07128
摘要

In this work, we made a comprehensive investigation to unravel the underlying causes for the selectivity of CO2 electroreduction toward ethylene on Cu2O-derived Cu catalysts. Scanning electron microscopy, X-ray diffraction, cyclic voltammetry, chronoamperometry, chronopotentiometry, online gas chromatography, nuclear magnetic resonance spectroscopy, and numerical simulations of local pH were used toward this end. Ten Cu2O-derived Cu films of different thicknesses and morphologies were prepared and extensively characterized. Aqueous 0.1 M KHCO3 was used as the electrolyte. We report here, for the first time, a remarkably strong correlation between the statistically relevant crystallite sizes of the Cu2O-derived Cu particles and selective CO2 electroreduction to C2H4. Specifically, as the crystallite size of the particles decreased from 41 to 18 nm, the Faradaic efficiency (FE) of C2H4 formation increased from 10 to 43%. Using cyclic voltammetry, samples with smaller particle crystallite sizes were found to possess more diverse adsorption sites for CO (a known reaction intermediate), which we interpret to be important for the C–C coupling of C1 adsorbates to C2 intermediates. The effect of local pH on the yield of C2H4 for the different Cu2O-derived Cu catalysts was less significant when compared to the effects of crystallite sizes and mass transport limitations. We also show here that remarkable amounts of C2 and C3 products could be achieved using these Cu2O-derived Cu catalysts. Driven at a fixed total current density of −31.2 mA cm–2, the catalysts could reduce CO2 to C2H4, ethanol, and n-propanol with optimized FEs of 42.6% (jC2H4 = −13.3 mA cm–2), 11.8% (jC2H5OH = −3.7 mA cm–2), and 5.4% (jC3H7OH = −1.7 mA cm–2), respectively.

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
阳光的丹雪完成签到,获得积分10
14秒前
上官若男应助ykssss采纳,获得10
41秒前
51秒前
科研通AI6.1应助悠悠采纳,获得10
1分钟前
李燕伟完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
悠悠发布了新的文献求助10
1分钟前
英姑应助Ellen采纳,获得30
1分钟前
1分钟前
1分钟前
ykssss发布了新的文献求助10
2分钟前
忘忧Aquarius完成签到,获得积分10
2分钟前
2分钟前
2分钟前
内向的绿应助读书的时候采纳,获得10
2分钟前
3分钟前
hhuajw应助读书的时候采纳,获得10
3分钟前
3分钟前
Ellen发布了新的文献求助30
3分钟前
顾矜应助读书的时候采纳,获得10
4分钟前
潜行者完成签到 ,获得积分10
4分钟前
Alger完成签到,获得积分10
4分钟前
科研通AI6.1应助悠悠采纳,获得10
4分钟前
qq完成签到 ,获得积分10
4分钟前
5分钟前
悠悠完成签到,获得积分20
5分钟前
5分钟前
悠悠发布了新的文献求助10
5分钟前
5分钟前
5分钟前
5分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
5分钟前
高挑的白旋风完成签到,获得积分10
5分钟前
6分钟前
阿俊完成签到 ,获得积分10
6分钟前
lydiaabc完成签到,获得积分10
6分钟前
6分钟前
7分钟前
輕瘋发布了新的文献求助10
7分钟前
Ava应助读书的时候采纳,获得10
7分钟前
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
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 2000
从k到英国情人 1500
Ägyptische Geschichte der 21.–30. Dynastie 1100
„Semitische Wissenschaften“? 1100
Russian Foreign Policy: Change and Continuity 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5732540
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5340403
关于积分的说明 15322326
捐赠科研通 4878049
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2620881
邀请新用户注册赠送积分活动 1570054
关于科研通互助平台的介绍 1526759