两电子CO2还原反应是利用工业CO2进行还原的重要途径,但是通常两电子CO2还原反应面临着竞争HER反应(HER反应的过电势与CO2还原的过电势非常接近)。因此开发提高2e- CO2RR反应选择性同时阻碍HER反应的催化剂受到关注。
有鉴于此,南京林业大学荆宇教授等报道基于γ-石墨炔材料具有非常低的面内杨氏模量,提出调节拉伸-压缩应力的策略改善CO2RR的选择性,阻碍HER反应。
本文要点
(1)
通过恒定电位的理论计算和约束的从头算分子动力学模拟,发现石墨炔担载单原子催化剂具有优异的稳定性和CO2RR催化活性。
(2)
研究结果显示,,Co单原子修饰石墨炔催化剂上的*COOH比*H的零电荷的电势变化对拉伸应变更加敏感,因此在工作电势下*COOH的吸附能比*H的吸附能变化更加缓慢,因此能够增强CO2RR生成CO的选择性。
参考文献
Tianyang Liu, Tianze Xu, Tianchun Li, and Yu Jing*, Selective CO2 Reduction over γ-Graphyne Supported Single-Atom Catalysts: Crucial Role of Strain Regulation, J. Am. Chem. Soc. 2024
DOI: 10.1021/jacs.4c08677
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c08677