提高CO2/CO电还原为有价值的多碳产物的动力学和选择性是科学上的挑战,也是对实际应用的需要。鉴于此,来自多伦多大学的Edward H. Sargent、西蒙菲莎大学的Samira Siahrostami等人研究出了一种硫醇修饰的表面配体方案,可以促进电化学CO转化为乙酸盐。
文章要点:
1) 该研究证实,通过研究了的图像,其中硫的孤对和反应中间体的空轨道之间的亲核相互作用有助于使乙酸途径在能量上更容易获得,并且,密度泛函理论计算和拉曼光谱分析表明,亲核相互作用增加了CO(ad)的sp2杂化,促进了CO*到(CHO)*的决定步骤速率;
2) 此外,该研究表明,配体可以稳定了(HOOC–CH2)*中间体,这是醋酸途径中的一个关键中间体,同时,原位拉曼光谱显示C–O、Cu–C和C–S振动频率的变化与表面配体-中间体相互作用的图像一致,在优化的硫醇包封Cu催化剂上可以获得70%的法拉第效率,起始电位比参考Cu催化剂低100 mV。
参考资料:
Shirzadi, E., Jin, Q., Zeraati, A.S. et al. Ligand-modified nanoparticle surfaces influence CO electroreduction selectivity. Nat. Commun. (2024).
DOI:10.1038/s41467-024-47319-z
https://doi.org/10.1038/s41467-024-47319-z