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雙原子催化劑（DACs）由于其最大的原子利用率和更靈活的活性位點，為高效催化CO₂還原反應（CO₂RR）提供了一種新的策略。然而，在原子水平上精確設計異核雙原子活性位點和理解二元位點的配位機制仍然是一個挑戰。

近日，大連理工大學賀高紅教授和吳雪梅教授（共同通訊作者）等人報道了一種通過金屬有機骨架（MOF）合成了具有精確控制的Fe-Cu硅藻位點的氮-摻雜碳基質，即Fe/Cu-N-C催化劑。

所制備的Fe/Cu-N-C催化劑表現出優異的共法拉第效率（FE），在-0.4至-1.1 V vs. RHE的寬電位范圍內FE>95%。

在-0.8 V vs. RHE的寬電位范圍內FE更是超過了99.2%，同時具有高轉換頻率（在-1.1 V vs. RHE時5047 h^-1）和低過電位（50 mV），優于大多數已報道的原子分散催化劑。

此外，作者通過進一步的密度泛函理論（DFT）計算發現，Fe-Cu硅藻之間的協同作用導致快速電荷轉移，并有效地調整d-帶中心的位置，從而降低了*COOH形成和*CO解吸的能量勢壘。

該工作為構建異核雙原子催化劑和探索協同效應提供了一條新的途徑。

Well-defined Fe-Cu diatomic sites for efficient catalysis of CO₂ electroreduction. J. Mater. Chem. A, 2021, DOI: 10.1039/D1TA02833B.

https://doi.org/10.1039/D1TA02833B.

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