天大巩金龙Nature子刊：Mo2C/N-CNT选择性电还原CO2制甲醇

由于C-O键的保留，中间体对氧的优先吸附可提高甲醇的选择性，但吸附剂与表面的相互作用主要与催化剂中过渡金属的d-态有关，很难在不影响碳亲和力下促进氧结合中间体的形成。

基于此，天津大学巩金龙教授（通讯作者）等人报道了一种将金属的d-态与碳的s-态混合的策略，该策略促进了在吸附质表面成键过程中产生的催化剂的sp态的显著变化，从而可以避免碳和氧吸附能之间的相互依赖。

钼（Mo）基碳化物纳米颗粒（Mo₂C/N-CNT）作为候选催化剂，因为Mo位点被证明在CO₂加氢过程中稳定C_xH_yO_z中间体。在-1.1 V时，Mo₂C/N-CNT的最高甲醇高法拉第效率（FE）达到了80.4%。

在CO还原条件下，CH₃OH的选择性远低于CO₂RR。作者计算了*CO的解吸自由能，发现*CO在Mo₂C/N-CNT表面的解吸自由能显著降低，不利于*CO在Mo₂C/N-CNT表面的后续转化。

结果表明，CH₂O*可能是Mo₂C/N-CNT表面生成CH₃OH的中间产物，CH₃OH可能同时存在于CO₂还原和CO还原过程中。在CO₂还原过程中，Mo₂C/N-CNT表面生成CH₄可能主要通过CO途径。

Mo₂C/N-CNT表面在1800-2100 cm^-1之间，没有检测到明显的*CO吸收峰，表明Mo₂C/N-CNT表面的*CO结合不强。

从热力学方面，羟基修饰的Mo₂C表面更倾向于吸收*OCHO*中间体，而不是*COOH中间体，在反应开始时CO₂更倾向于转化为*OCHO*。

根据原位ATR-SEIRAS和DFT计算结果，*CO很容易从Mo₂C/N-CNT表面脱附，不利于后续的转化。在生成*OCHO*后，还原得到H₂C*O*OH中间体，进一步反应生成CH₂O*和CH₃OH。

Selective CO₂ electroreduction to methanol via enhanced oxygen bonding. Nat. Commun., 2022, DOI: 10.1038/s41467-022-35450-8.

https://doi.org/10.1038/s41467-022-35450-8.

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