老师今天晚上随便你怎么抄,鲁大师在线影院免费观看,老翁大龟廷进秀婷小泬

程俊/謝兆雄/陳海龍Nano Energy：間隙C原子增強Rh對C-C鍵斷裂的選擇性和活性

貴金屬納米晶體作為多相催化劑被廣泛應用于工業過程，包括精細化工、制藥、能源轉換和環境保護。在這些應用中，優化催化劑的選擇性和活性是至關重要的。在原子水平上調節反應物/中間體與催化劑的相互作用是高效率地、選擇性地獲得所需產物的主要策略。

為此，根據表面原子結構控制納米晶體的大小和形狀提供了一種有效的方法來調整反應物/中間體和金屬表面之間的相互作用。來自其他協同組分的電子轉移也可用于調節反應中間體的化學吸附能。與上述協同組分相比，非金屬元素如H、B、C、N、P可以通過晶格變化、電荷轉移等引入到貴金屬的間隙位置來調節催化性能。

在這些間隙金屬化合物中，貴金屬硼化物因其合成條件溫和而成為最受歡迎的材料，其結構和電化學性能也得到了廣泛的研究。相反，關于貴金屬碳化物的研究，特別是電催化，相對較少，因為C原子通常被認為對貴金屬催化劑的性能有害。

基于此，廈門大學程俊、謝兆雄和佐治亞理工學院陳海龍(共同通訊)等人開發了一種方法來獲得穩定的RhC_x(x≈0.5)，并進一步闡明了間隙C原子對C-C鍵斷裂的電子和幾何影響。

通過比較兩種催化劑在N₂飽和的1.0 M NaOH溶液中的循環伏安圖(CV)可以發現，RhC_x納米片上H吸附/脫附的形狀和電位與參考催化劑不同，這可能是由于它們的表面結構不同。更重要的是，RhC_x納米片的質量活性為253.6 mA·mg^-1，是Rh納米片(81.2 mA·mg^-1)的3.1倍。

同樣的趨勢也可以在電化學表面積歸一化后得到的比活性(由H吸附/脫附獲得)中發現，RhC_x納米片的活性比Rh納米片高1.9倍。此外，RhC_x的起始電位低于對比催化劑，這也表明其提高了乙醇氧化反應(EOR)動力學。

進一步分析CV曲線，可以清楚地發現在峰特征方面存在相當大的差異，其中Rh對應物的-0.24 V和-0.09 V的兩個峰合并為RhC_x納米片的-0.21 V的一個峰，表明它們對提高EOR的選擇性方面存在主要差異。非常值得注意的是，RhC_x納米片在-0.40 V到0 V的電位范圍內對CO₂表現出更高的選擇性，同時具有更高的催化活性。

具體來說，RhC_x納米片在0 V下的CO₂選擇性約為18.1%，遠高于Rh(10.0%)，以及之前報道的Rh(110)，Rh(100)，單金屬Pt(1-7.5%)和Pd(2.5%)。這些結果突出了RhC_x納米片的電催化性能，特別是在EOR過程中斷裂乙醇的C-C鍵的能力。

為了了解RhC_x納米片對C-C鍵斷裂的高選擇性，本文進行了理論計算來闡明乙醇解離的機理。本文通過密度泛函理論(DFT)計算并比較了可能的元素步驟，包括C-H活化、C-C斷裂和與OH^*耦合。研究后發現，乙醇在RhC_x(001)上活化的初始步驟是O-H鍵斷裂產生CH₃CH₂O^*中間體，與其他初始脫氫過程相比，該過程的脫氫能壘最低。然后，CH₃CH₂O^*中間體經過連續的脫氫步驟形成CH_xCO^*，這是C-C鍵斷裂的前驅體。

對于催化劑對CO₂的選擇性，一方面，RhC(001)上CH₂CO^*的C-C鍵斷裂的能壘低于Rh(111)。更重要的是，CH₃CO^*可以很容易地與Rh(111)上的OH^*耦合以形成副產物CH₃COOH，而不是進一步脫氫形成CH₂CO^*(0.90 eV)。

相比之下，由于RhC_x(001)具有更高的1.00 eV勢壘，因此可以有效地抑制該耦合步驟。因此，RhC_x(001)表面對CO₂具有較高的選擇性，這與實驗結果一致。此外，與RhC_x(001)表面與CH₃COOH的耦合反應相比，CH₂CO^*脫氫和C-C斷裂為CH₃^*和CO更具放熱性，有利于更高的C-C鍵斷裂選擇性。

綜上所述，本文成功地將C原子引入到Rh納米片的間隙位置，并進一步闡明了在分子水平上，C原子對乙醇氧化過程中C-C鍵斷裂的電子和幾何效應。更重要的是，本文進一步利用對結構轉變和催化機理的認識，將C原子直接引入商業Rh黑的亞表面區域，從而大大提高了其對乙醇氧化的選擇性和活性。

Interstitial Carbon Atoms Enhance both Selectivity and Activity of Rhodium Catalysts toward C-C Cleavage in Direct Ethasnol Fuel Cells, Nano Energy, 2023, DOI: 10.1016/j.nanoen.2023.108597.

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2023.108597.

原創文章，作者：Gloria，如若轉載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.zzhhcy.com/index.php/2023/10/04/c5ec8e1f9f/

末成年小嫩xb,嫰bbb槡bbbb槡bbbb,免费无人区码卡密,成全高清mv电影免费观看

程俊/謝兆雄/陳海龍Nano Energy：間隙C原子增強Rh對C-C鍵斷裂的選擇性和活性

相關推薦