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电解质碱性阳离子能显著调节电化学CO2还原（eCO2R）反应的选择性，提高有价值多碳（C2+）化工原料的收率。然而，这种阳离子影响C−C耦合的机制尚不清楚，目前已经提出了四种不同的机制。针对上述挑战，西安交通大学的苏亚琼教授、华中科技大学的夏宝玉教授和澳大利亚弗林德斯大学的Michelle L. Coote教授等人在Journal of the American Chemical Society发表论文，该团队通过结合“慢生长”采样方法和恒电位AIMD模拟，研究了C−C耦合过程中界面K+离子在Cu表面上的动态行为以及阳离子效应的起源。![]()
作者阐明了在eCO2RR条件下，在Cu（100）和Cu（111）表面上，K+的特异性吸附很容易发生在靠近*CO中间体的表面位置。此外，在C−C耦合过程中，阳离子在内Helmholtz平面的进一步特异吸附可以与耦合反应同时发生，而不是在准特异吸附位点或外Helmholtz平面附近的静态配位。![]()
与准特异性吸附阳离子相比，这些特异性吸附阳离子在降低耦合势垒方面起着更重要的作用（耦合垒降低约0.20 eV）。由于在特定吸附的K+、邻近的Cu位点和内层亥姆霍兹平面上吸附的*CO之间发生电荷再分配，动力学势垒得到进一步降低。此外，作者还发现了K+离子对Cu（100）的*CO−*CO偶联选择性优于*CO加氢。
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进一步的实验结果表明，使用表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）抑制表面K+特异性吸附可显著降低C2（C2H4）产物的法拉第效率，从41.1%降至4.3%，符合作者提出的内Helmholtz平面特异性吸附机理。![]()
作者认为，本文揭示的机制是第五种不同的机制。基于这一机制，可以通过增加内部Helmholtz平面附近的局部K+浓度来提高C2+的产率，可通过涂覆层限制K+或通过更多负电位的脉冲吸引K+来实现。本公众号原创内容欢迎转发分享，如需转载，请后台私信。我们对文中观点保持中立，仅供参考交流，不构成投资建议。如涉及版权及其他问题，请联系我们删除，谢谢！
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