中科大Chem. Sci.:空位簇介导的表面活化促进CO2化学固定 2023年10月15日 下午9:05 • 顶刊 • 阅读 9 鉴于环氧化物开环在确定反应速率中的关键作用,设计具有丰富活性位点的催化剂以促进环氧化物吸附和C-O键断裂对于高效生成环状碳酸酯至关重要。基于此,中国科学技术大学张晓东教授、王辉教授和张宏俊教授(共同通讯作者)等人报道了以二维FeOCl为模型,通过空位簇工程在受限区域内构建电子供体和受体单元,以促进环氧化合物的开环。得益于这些优点,具有Fe-Cl空位簇的FeOCl纳米片表现出通过CO2与环氧化物的环加成而增强的环状碳酸酯生成。 通过原位DRIFTS测量,作者研究了Fe-Cl空位簇在CO2与环氧化物环加成中的作用,其中催化剂和PO在413 K的0.3 MPa CO2气氛下在反应室中混合。1047 cm-1附近的峰值是归因于C-O物种的对称拉伸振动,随着反应时间的增加而改善,证实了FeOCl-VFe-Cl对PO的显著开环。1409 cm-1和1650 cm-1附近的峰对应于C-O键的对称拉伸振动和COO基团的C=O物种的拉伸振动,其增量证实了羰基中间体的形成。原位DRIFTS结果表明,CO2与PO的环加成涉及Cl位对PO的碳原子的攻击,导致开环中间体的形成;CO2插入导致碳酸盐中间体的形成。 通过DFT计算,作者揭示了缺陷类型对样品催化行为的影响。考虑到C-O-C环的打开过程是CO2与PO环加成的速率决定步骤。对于具有Cl空位和Fe-Cl空位簇的FeOCl板,TS能垒分别为106.6和66.7 kJ mol-1,表明FeOCl-VFe-Cl纳米片具有更大的动力学反应活性。 除CO2外,FeOCl-VFe-Cl的能量势垒满足56.5 kJ mol-1的能量上坡,低于FeOCl-VCl的能量上坡(84.9 kJ mol-1)。从DFT模拟来看,FeOCl-VFe-Cl纳米片上PO的CO2环加成活性的增强可归因于其较低的能量势垒,由卤素涂层表面上优化的电子供体和受体单元引起。 Vacancy-Cluster-Mediated Surface Activation for Boosting CO2 Chemical Fixation. Chem. Sci., 2022, DOI: 10.1039/D2SC05596A. https://doi.org/10.1039/D2SC05596A. 原创文章,作者:v-suan,如若转载,请注明来源华算科技,注明出处:https://www.v-suan.com/index.php/2023/10/15/9b17f44cec/ 催化 赞 (0) 0 生成海报 微信扫码分享 相关推荐 港城大AFM:调整电解质溶剂化结构和CEI薄膜实现持久的FSI双离子电池 2023年9月30日 孙靖宇/慈海娜/宋英泽/孙英杰AFM:通用的石墨烯-硒化物异质结构设计助力实用锂硫电池! 2022年12月7日 陈忠伟/刘桂华/武兰兰Adv. Sci.:用于锌空气电池的高效耐用ORR电催化剂 2023年10月11日 肖丹/孟岩Nano Energy:柔性COF实现更高性能的锂硫电池 2023年10月8日 Nature:100平方米规模的光催化太阳能制氢 2021年8月25日 厦大汪骋ACS Catal.:Ti基MOF负载多个亚铜中心催化CO2加氢生成乙烯 2023年10月11日