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過程所徐寶華Angew.: 1+1>2！Cu(0)-Cu(I)串聯催化CO2還原為C2+

銅基材料被證明是最有前途的CO₂還原催化劑，可以對多電子還原產品提供高選擇性，而CO₂在聚合物改性的銅基催化劑上的電還原顯示出高多電子還原(>2e^–)選擇性，但大多數相應的電流密度仍然太小，無法支持工業應用。

基于此，中國科學院過程工程研究所徐寶華團隊設計了一種基于聚離子液體(PIL)的Cu(0)-Cu(I)串聯催化劑，用于生產具有高反應速率和高選擇性的C₂₊產物。

值得注意的是，該催化劑獲得了76.1%的C₂₊法拉第效率(FEC₂₊)和304.2 mA cm^-2的部分電流密度。Cu(0)@PIL雜化體的PIL層可以通過與額外的銅鹽反應配位，引入高度分布的氧化銅相和單個Cu位點。因此，它提供了足夠的Cu(0)-PIL-Cu(I)界面和表面密集的靜電網絡，以穩定和富集關鍵中間體。

機理研究表明，高度分散的Cu(0)-PIL-Cu(I)界面對于該反應至關重要。具體來說，Cu納米粒子衍生的Cu(0)-PIL界面具有高電流密度和中等C₂₊選擇性，而Cu(I)物種衍生的PIL-Cu(I)界面表現出與局部富集的*CO中間體的C-C耦合的高活性。

此外，PIL層的存在通過降低C-C耦合的勢壘來提高C₂₊選擇性。該項研究為基于聚合物的催化劑的合理設計提供了新的見解。

Highly Efficient Electrocatalytic CO₂ Reduction to C₂₊ Products on a Poly(ionic liquid)-Based Cu(0)-Cu(I) Tandem Catalyst. Angewandte Chemie International Edition, 2021. DOI:10.1002/anie.202110657

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/2023/10/16/8aa946d163/

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