氧化物衍生铜(OD-Cu)是用于将CO2还原为多碳产品的最有效且最可能实用的电催化剂。然而,在强还原条件下,OD-Cu从原始状态到工作状态的不可避免的但人们知之甚少的重建在很大程度上阻碍了多碳产品催化剂的合理构建,特别是正丙醇等C3产品。
在这里,国家纳米科学中心唐智勇研究员,国科大Ting Tan,哈工大Shaoqin Liu通过分子动力学模拟CuO和Cu2O转化为衍生Cu的过程,发现CuO衍生Cu (CuOD-Cu)本质上比Cu2O衍生Cu (Cu2OD-Cu)具有更丰富的欠配位位点和更高的表面Cu原子密度。
文章要点
1)原位光谱分析表明,CuOD-Cu的配位数明显低于Cu2OD-Cu的配位数,这使得CO2反应的动力学更快,并加强了*C2中间体(s)的结合。
2)得益于丰富的欠配位Cu位点,CuOD-Cu具有显著的正丙醇催化效率,最高可达17.9%,而Cu2OD-Cu则主要生成甲酸酯。
参考文献
Chang Long, et al, Regulating reconstruction of oxide-derived Cu for electrochemical CO2 reduction toward n-propanol, Sci. Adv. 9 (43), eadi6119.
DOI: 10.1126/sciadv.adi6119
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adi6119