综合新闻 News
联系我们
  • 客服服务电话:021-64321087
  • 商业服务电话:13918059423
  • 技术服务电话:13918059423
  • 联系人:崔老师 
  • 服务邮箱:shxtb@163.com
  • 地址:上海市徐汇区桂林路100号8号楼107室

通过调整稀土/铜催化剂的组成和结构在CO2电解中C2+产物和CH4之间转换

日期: 2023-10-18
浏览次数: 2
来源:科学网
中国科学技术大学化学所韩步兴团队报道了通过调整稀土/铜催化剂的组成和结构在CO2电解中C2+产物和CH4之间的转换。相关研究成果于2023年10月11日发表于国际顶尖学术期刊《美国化学会杂志》。
合理调节反应途径以产生所需产物是电化学CO 2还原反应(CO2RR)中最重要的挑战之一。
该文中,研究人员设计了一系列混合相稀土Cu催化剂。研究发现,通过调节催化剂的组成和结构,可以将产物从C2+转化为CH4。特别是在Cu/Sm原子比为9/1(Cu9Sm1–Ox)的情况下,C2+产物(FEC2+)的法拉第效率(FE)在700 mA cm–2时可达81%,CH4可忽略不计。然而,在Cu1Sm 9–Ox(Cu/Sm=1/9)的500 mA cm–2下,CH4(FECH4)的FE为65%,并且FEC2+极低。实验和理论研究表明,在Cu/Sm为9/1~1/9的范围内,所有催化剂中都存在稳定的CuSm2O4相。在高Cu含量下,催化剂由CuSm2O4和Cu相组成。少量Sm可以提高*CO的结合强度,促进C–C偶联。
相反,在高Sm含量下,催化剂由CuSm 2 O4和Sm2O3相组成。Sm可以有效稳定二价Cu并富集质子供体,降低*CO深度加氢生成CH4的反应能。在这两种途径中,稳定的CuSm 2 O4相可以与Cu或Sm2O3相协同作用,诱导形成不同的微环境以产生不同的产物。该策略还与其他铜稀土(La、Pr和Eu)催化剂具有共性,以提高C2+或CH4生产的CO2RR。
附:英文原文
题目:通过调整稀土/铜催化剂的组成和结构,在CO2电解中切换C2+产品和CH4
作者:刘继元、李鹏松、毕家辉、贾帅强、王勇、康新晨、孙晓福、朱庆功、韩步兴
发行时间:2023 年 10 月 11 日
摘要: 合理调控反应途径以生产目标产物是电化学CO2还原反应(CO2RR)中最重要的挑战之一。本文设计了一系列混合相稀土Cu催化剂。结果表明, 通过调整催化剂的组成和结构, 产物可以从C2+切换到CH4.特别是在Cu/Sm原子比为9/1(Cu9Sm1–Ox)时,C2+产物(FEC2+)的法拉第效率(FE)在700 mA cm–2时可以达到81%,CH4可以忽略不计。然而,在500 mA cm–2下,CH4 (FECH4)的FE比Cu1Sm9–Ox(Cu/Sm = 1/9)高出65%,FEC2+极低。实验和理论研究表明,在9/1至1/9的Cu/Sm范围内,所有催化剂均存在稳定的CuSm2O4相。在高Cu含量下, 催化剂由CuSm2O4和Cu相组成.少量Sm可以增强*CO的结合强度,促进C-C偶联。相反,在高Sm含量下,催化剂由CuSm2O4和Sm2O3相组成。Sm能有效稳定二价Cu并富集质子供体,降低*CO反应能进行深度加氢生成CH4。在两种途径中,稳定的CuSm2O4相都可以与Cu或Sm2O3相配合,诱导形成不同的微环境以产生不同的产物。该策略还与其他铜稀土(La、Pr和Eu)催化剂具有共性,可提高C2+或CH4生产的CO2RR。
DOI: 10.1021/jacs.3c05562
来源: https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.3c05562
期刊信息
JACS:《美国化学会志》,创刊于1879年。隶属于美国化学会,最新IF:16.383
官方网址:https://pubs.acs.org/journal/jacsat



Hot News / 相关推荐
  • 2025 - 04 - 01
    点击次数: 16
    来源:厦门大学固体氧化物电池作为高效的能源转换设备,在可持续能源体系中扮演着重要角色。然而,传统钙钛矿型空气电极面临着活性有限、稳定性差和电化学性能衰减快等挑战,限制了其广泛应用。近日,能源学院孙毅飞副教授团队与利物浦大学屠昕教授、科廷大学邵宗平教授合作,在国际顶级期刊Nature Communications上发表了题为"Co-expression of multi-genes for...
  • 2025 - 04 - 01
    点击次数: 15
    来源:自然资源部据Mining.com网站报道,塔隆金属公司(Talon Metals Corp)在美国明尼苏达州的塔马拉克(Tamarack)镍矿取得一个块状硫化物发现,可能使得现有铜镍钴资源量大幅增长。26日,公司在公告中称,已经把新的钻探结果用于资源量更新,为支撑环境许可申请,准备完成一项可行性研究。工作过程中,勘探团队对以前的一个钻孔进行了检查,该孔在707.75米深处见到明显矿化,见矿8...
  • 2025 - 03 - 31
    点击次数: 121
    光致伸缩效应是材料在光照下产生非热形变的现象,能够将光能直接转化为机械能,在光机电领域具有重要应用前景。目前研究人员已在半导体、铁电材料、液晶高分子及杂化钙钛矿等多种体系中观察到该效应,但不同材料的机理和性能差异显著。迄今为止,多数无机固体材料的光致伸缩强度普遍低于0.01%,相较铁电材料的电致应变(0.1%)存在数量级差距,难以满足实际应用需求。开发高性能无机光致伸缩材料,成为该领域长期以来的核...
  • 2025 - 03 - 31
    点击次数: 125
    来源:X-MOL在材料科学领域,组装研究显著推动了将分子基元转化为具有新特性和功能的新材料。通过精巧的自组装,研究人员能够实现一些在分子层面上不可能出现的现象和特性,例如将非手性分子组装成手性结构、使同一发光分子在不同组装状态下表现不同的发光特性、以及实现室温磷光和聚集诱导发光等。这些突破在化学传感、分子封装、光学编码等领域引起了广泛关注。在相关组装研究中,稀土发光配合物尤其引人注目。这类配合物将...
  • Copyright ©Copyright 2018  2020 上海市稀土协会 All Rights Reserved 沪ICP备2020034223号-1  沪公网安备 31010402010140号
    主办单位:上海市稀土协会 指导单位:上海市稀土材料开发应用办公室 承办单位:上海稀土产业促进中心 
    犀牛云提供企业云服务