分會

第二十一分會：二氧化碳資源化利用

摘要

近年來，電催化CO2還原反應(yīng)在緩解溫室效應(yīng)和能源危機方面表現(xiàn)出了突出的優(yōu)勢，因而得到了人們的廣泛關(guān)注。然而，C2+產(chǎn)物并不是主要的產(chǎn)品，法拉第效率通常比C1產(chǎn)品的效率低得多。這是由于克服相對較高的熱力學(xué)能壘，通過C-C耦合途徑生成C2+產(chǎn)物并不容易。此外，大多數(shù)研究中具有高選擇性的電還原CO2至C2+產(chǎn)品的銅基納米材料通常表現(xiàn)出復(fù)雜的形態(tài)，這給機理研究帶來了挑戰(zhàn)。因此，開發(fā)其他定義明確的晶體模型銅基電催化劑，以深入了解C-C耦合的機理，并優(yōu)化C-C耦合途徑，將為設(shè)計二氧化碳還原成C2+產(chǎn)品的催化劑提供寶貴的指導(dǎo)。金屬有機框架（MOF）材料具有開放性的孔道，配位結(jié)構(gòu)可調(diào)，能夠吸附和活化CO2等優(yōu)點，是催化劑設(shè)計的良好平臺。[1-5]在這項工作中，我們利用金屬有機框架Cu-HITP（HITP=2,3,6,7,10,11-六亞甲基三苯）以及在其表面修飾聚多巴胺（PDA）構(gòu)筑了一例新型的催化劑（Cu-HITP@PDA）用于高選擇電催化還原CO2到C2+產(chǎn)物。原位紅外光譜、理論計算和控制實驗表明，催化劑表面的雙銅位點非常有利于催化*CO與*COH偶聯(lián)形成*OCCOH的低能壘途徑，而這種途徑可以通過將PDA的包覆放到Cu-HITP的表面來促進(jìn)。同時，Cu-HITP表面的聚多巴胺涂層可以提供一個有利于CO2RR的局部環(huán)境，即調(diào)控催化位點局部的化學(xué)環(huán)境促進(jìn)*CO氫化成*COH并穩(wěn)定關(guān)鍵中間體*OCCOH從而有利于形成C-C鍵，因此能夠?qū)崿F(xiàn)C2+產(chǎn)物的高選擇性（FE(C2+) of 75(3)%, FE(C2H4) of 51(1)%）。這項工作使人們了解到金屬有機框架表面的催化活性，以及合理的活性位點結(jié)構(gòu)和其局部化學(xué)環(huán)境的調(diào)控整合可以為優(yōu)化C2+產(chǎn)品的選擇性提供一種新的策略。

關(guān)鍵詞

eCO2RR

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