UC/华东理工/上大Nature子刊：调控GQDs上官能团助力选择性CO2转化为CH4

对单一碳氢化合物或含氧产物具有选择性的催化剂系统对于实现CO₂电化学转化为高价值化学品的工业应用至关重要。目前，铜（Cu）是唯一已知的能够将CO₂转化为高阶碳氢化合物和氧化物的金属催化剂。然而，Cu基催化剂具有不同的选择性。

近日，美国辛辛那提大学Jingjie Wu、华东理工大学练成研究员和上海大学王亮副研究员（共同通讯作者）等人报道了一种功能化石墨烯量子点（GQDs）催化剂，其可以同时以高选择性和高产率将CO₂转化为CH₄。

研究发现，功能化GQDs的给电子基团促进CO₂电还原生成CH₄，而吸电子基团抑制CO₂电还原。给电子基团功能化GQDs上CH₄的产率与给电子能力和给电子基团的含量呈正相关。

由-OH或-NH₂基团功能化的GQDs在CH₄的200 mA cm^-2部分电流密度下可实现CH₄的法拉第效率（FE）为70.0%。其中，供电子基团官能化GQDs上CH₄的产率高于吸电子基团官能化GQDs，可能源于维持潜在活性位点（邻近C或N）的较高电荷密度以及供电子基团之间的相互作用和关键中间体。该工作为在分子尺度上用于CO₂电还原的活性炭催化剂设计提供了新思路。

Regulation of functional groups on graphene quantum dots directs selective CO₂ to CH₄ conversion. Nat. Commun., 2021, DOI: 10.1038/s41467-021-25640-1.

https://doi.org/10.1038/s41467-021-25640-1.

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UC/华东理工/上大Nature子刊：调控GQDs上官能团助力选择性CO2转化为CH4

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