Pd是具有前景的电催化还原CO2制备CO催化剂,但是通常因为*CO占据Pd位点导致催化活性失活。理论计算结果表明*CO的不同结构具有不同的吸附能,因此决定了催化活性。
有鉴于此,香港理工大学Kangcheung Chan、张晓等报道通过Cu和Zn原子引入超薄Pd纳米片的策略调节*CO的吸附结构,缓解CO对催化剂的毒化。
本文要点:
(1)
制备的PdCuZn纳米片能够在较宽的电化学窗口(-0.28~-0.78 V vs RHE)还原CO2制备CO,在-0.35 V过电势,CO法拉第效率最高达到96 %。令人印象深刻的是,这种催化剂在~95 %的法拉第效率稳定产生CO的工作时间长达100 h。
(2)
通过X射线表征、原位光谱、理论计算,表明这种共掺杂策略不仅优化Pd的电子结构,而且降低*CO的吸附强度,增加催化剂表面以弱结合方式结合的线性*CO构型。这种弱结合结构的吸附使得*CO的脱附能垒降低,促进生成CO。
这项工作展示了一种有用的Pd基电催化剂设计策略,这种设计通过调节吸附结构,实现选择性和稳定的CO2-to-CO转化。
参考文献
Shuting Wei, Yanchao Xu, Tao Song, Hao Dai, Fan Li, Xin Gao, Yanjie Zhai, Shanhe Gong, Rui Li, Xiao Zhang*, and Kangcheung Chan*, Steering the Absorption Configuration of Intermediates over Pd-Based Electrocatalysts toward Efficient and Stable CO2 Reduction, J. Am. Chem. Soc. 2025
DOI: 10.1021/jacs.4c14253
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c14253