廈門大學王野教授,最新Chem! 2023年10月7日 上午12:31 ? 頭條, 百家, 頂刊 ? 閱讀 26 通過CO2電解產生的CO或通過重整或氣化從頁巖氣、生物質等資源中提取的CO為高價值的C2+化合物是一種很有前途的有效碳利用方法,但當前的全電池系統在工業相關的電流密度下受到高電池電壓的影響。 基于此,廈門大學王野教授等人報道了一種晶格張力策略,以在高CO覆蓋率下增強銅催化劑上的CO化學吸附和C-C耦合。具有4%晶格張力的紡錘形銅在僅2.4 V時就實現了1.0 A cm?2的電流密度和84%的C2+化合物法拉第效率(FE)。以摩爾碳為基礎,C2+產物以接近100%的選擇性和41%的產率形成。 通過密度泛函理論(DFT)計算,作者研究了CO在不同覆蓋程度的Cu表面上的結合強度。作者選擇了兩個具有代表性的Cu(111)和Cu(100)作為模型面進行計算,其中Cu(100)表面CO吸附能的計算絕對值高于Cu(111)表面CO吸附能的計算絕對值,當Cu(100)和Cu(111)表面CO覆蓋面積增加到0.3單層(ML)時,CO吸附能的計算絕對值顯著下降。 在CO覆蓋率較高時,Cu表面對CO的吸附減弱。較高的CO覆蓋率可能會導致吸附劑之間更強的偶極子-偶極子斥力,以及CO在不太優選的位點上的吸附。CO吸附的減弱將不利于C-C偶聯,而C-C偶聯是形成C2+化合物的關鍵步驟。 DFT計算預測,Cu晶格的拉伸應變可在高覆蓋范圍內增強CO的吸附。在Cu(100)和Cu(111)表面的飽和CO覆蓋率分別為10/18和7/16 ML時,隨著拉伸應變的增加,CO吸附能的絕對值逐漸增加,并且Cu(100)表面的吸附能保持高于Cu(111)表面的吸附能。 DFT計算顯示CO吸附能顯著增加,特別是在CO覆蓋率較高的情況下。表面Cu原子d帶的投影態密度(PDOSs)分析表明,在4%晶格張力后,Cu(100) d帶中心向費米能級上升了+0.05 eV。 Copper lattice tension boosts full-cell CO electrolysis to multi-carbon olefins and oxygenates. Chem, 2023, DOI: 10.1016/j.chempr.2023.03.022. https://doi.org/10.1016/j.chempr.2023.03.022. 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/2023/10/07/6cd6588d8c/ 催化 贊 (0) 0 生成海報 相關推薦 范紅金/宋衛星AM: 15000次循環,無隔膜鋅電池! 2022年9月23日 登上Nature封面的自動駕駛,這次有“人工智能”保駕護航! 2024年1月23日 李映偉/房瑞琪Nature子刊:CuN4/CoN4@NC實現高效合成天然黃酮 2023年10月15日 ?港城大/深大AEM:構建原子Co-P催化對,實現高效驅動NO3?電還原為NH3 2024年4月30日 李玉良院士團隊Angew:理論預測篩選出InOx/GDY,助力CO2RR 2024年4月16日 Nature子刊:銥金屬氧化物助力酸性OER 2023年10月9日