清华大学&港中大JACS:多孔载体内的超低配位Cu电催化还原制备丙醇
纳米技术 纳米 2025-01-26

根据相关研究结果表明,配位不饱和Cu能够调节C1-C2中间体偶联,因此实现二氧化碳电还原制备C3化合物。但是,由于缺乏不饱和配位Cu的合成方法,而且不饱和配位Cu在还原电位容易发生团聚,因此人们目前对于极低配位数目的铜位点对C3产物的直观影响很少解释明确。

有鉴于此,清华大学王定胜教授、香港中文大学(深圳)李怀光教授、吴佳宾助理教授等通过理论计算预测,发现配位不饱和程度更高的铜位点有利于C1和C2中间体的吸附。基于这些关系,在有序多孔载体内原位还原,合成相互分隔的CuO纳米颗粒(CuO NPs),制备了配位数目极低的Cu催化剂,在电化学还原CO2制备正丙醇(n-PrOH)的反应中实现了优异的法拉第效率(FE)。

本文要点:

(1)

在H型电解池中,−0.8 VRHE制备正丙醇的法拉第效率高达27.4 %;在流动相电解池,电流密度为300 mA/cm2时制备正丙醇的法拉第效率达到11.8 %。

(2)

通过原位光谱表征证实,在电解过程中,极低配位的铜位点的存在和结构保持是优异性能的原因,极低配位数目的Cu对生成正丙醇的C1和C2中间体具有较强的吸附作用。

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参考文献

Qun Li, Jiabin Wu*, Caoyu Yang, Siyang Li, Chang Long, Zechao Zhuang, Qian Li, Zhiqing Guo, Xuewei Huang, Zhiyong Tang, Huaiguang Li*, Dingsheng Wang*, and Yadong Li, Ultralow Coordination Copper Sites Compartmentalized within Ordered Pores for Highly Efficient Electrosynthesis of n-Propanol from CO2, J. Am. Chem. Soc. 2025

DOI: 10.1021/jacs.4c16129

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c16129


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