ACS Nano: 用于CO2电还原的负载亚10 nm Cu-Ag纳米晶体的映射成分-选择性关系

ACS Nano: 用于CO2电还原的负载亚10 nm Cu-Ag纳米晶体的映射成分-选择性关系

尺寸小于10 nm的胶体Cu-Ag纳米晶体是集成在混合CO2还原反应(CO2RR)界面中的有希望的候选者,特别是在串联催化和选择性多碳(C2-C3)产物体系中。
安特卫普大学Tom Breugelmans和Daniel Choukroun等人将合成配体/铜的摩尔比从0.1变化到1.0,将银/铜原子比从0变化到0.7,并研究了纳米晶体在中性至弱碱性条件运行的气体循环电解槽(0.1-1.0 M KHCO3)且≥100 mA cm-2的电流密度下的尺寸分布、形态和反应性的变化。
ACS Nano: 用于CO2电还原的负载亚10 nm Cu-Ag纳米晶体的映射成分-选择性关系
将亚10 nm的Cu-Ag纳米晶体集成到碳基CO2还原界面(其中载体/配体的电子特性的变化可能会导致HER选择性、局部CO2/CO平衡和疏水性的变化)可以能够进一步优化NC的动态行为,以生产和积累多碳产品。
使用高分辨率电子显微镜和光谱学来表征亚10 nm的Cu-Ag纳米二聚体和核-壳的形态,并阐明Ag覆盖率和表面组成的趋势。
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结果表明,Cu-Ag纳米晶体可以密集地分散在炭黑载体上,而无需立即去除配体或添加粘合剂,这极大地促进了它们的应用。
利用这种特殊的Cu-Ag/C系统和所采用的循环反应器的优点,在1 M KHCO3中,施加-1.15 V电解可获得92-140 mA cm-2的最大C2-C3部分电流密度,且液体产物浓度超过0.05 wt%。该发现强调了配体和反应界面/反应器工程中两个新兴领域的重要性。
Mapping Composition-Selectivity Relationships of Supported Sub-10 nm Cu-Ag Nanocrystals for High-Rate CO2 Electroreduction. ACS Nano, 2021. DOI:10.1021/acsnano.1c04943

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