在铜催化剂上的电化学CO2还原反应( eCO2RR )中,线性键合的CO ( * COL )通常被认为是CO - CO偶联步骤的关键中间体,从而导致多碳产物的形成。在这项工作中,新加坡国立大学(National University of Singapore)及巴塞罗那科学技术学院(BIST)的Núria López和Boon Siang Yeo团队合作揭示了桥键*CO(*COB)作为活性物种的重要作用。通过结合原位拉曼光谱、气相和液相色谱以及密度泛函理论(DFT)模拟,作者发现吸附的 *OH 域会将 *COL 置换成 *COB。对 12CO+13CO2 辅料的电还原表明,*COB 明显有利于醋酸和 1-丙醇的生成,而*COL 则有利于乙烯和乙醇的生成。这项工作加深了作者对 eCO(2)RR 复杂机理的理解,并为通过改变表面物种的竞争性吸附来设计操作条件提出了新的方向,从而将反应引向特定的多碳产物。
图1. 归一化拉曼谱、法拉达效率和相关产物选择性(图片来源:J. Am. Chem. Soc.)
图2. 归一化拉曼谱、法拉第效率和CPS(图片来源:J. Am. Chem. Soc.)
图3. 归一化拉曼谱、法拉第效率和CPS(图片来源:J. Am. Chem. Soc.)
图4. 归一化拉曼谱、核磁共振波谱和醋酸盐和乙醇含量的百分比(图片来源:J. Am. Chem. Soc.)
图5. Cu(100)模型和Gibbs自由能(图片来源:J. Am. Chem. Soc.)
图6. 反应相关性(图片来源:J. Am. Chem. Soc.)
Haibin Ma, Enric Ibáñez-Alé, Futian You, Núria López*, Boon Siang Yeo*. Electrochemical Formation of C2+ Products Steered by Bridge-Bonded *CO Confined by *OH Domains, J. Am. Chem. Soc., 2024, https://doi.org/10.1021/jacs.4c08755.
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