通讯作者:孙守恒教授、朱俊杰教授
通讯单位:布朗大学、南京大学
电催化CO2还原(CO2RR)是将CO2转化为其他有价值化学品的技术之一,有利于实现真正意义的碳循环。目前将CO2转化为碳氢化合物仍存在较大挑战,Cu基催化剂在反应过程中存在HER竞争反应,从而降低CO2RR的选择性与活性。
为了解决这问题,布朗大学的孙守恒教授团队以Au-Cu复合物催化剂将CO2选择性催化还原为碳基化合物。在研究中,研究者通过联吡啶为连接桥,将Au纳米颗粒连接固定在Cu纳米线上,制备得到Au-bipy-Cu电催化剂。该催化剂在CO2RR反应总法拉第效率(FE)达90.6%,三种液态产物 (HCOO-, CH3CHO, CH3COO-)法拉第效率为75%,主要产物为醛。
优异的电催化性能主要得益于Au可促进CO2转化为CO,Cu可促进CO转化为碳基化合物;同时联吡啶可稳定和质子化CO2*,两者协同提高催化活性。
图1 Au-bipy-Cu催化剂结构示意图及形貌结构表征
图2催化剂紫外吸收及循环伏安测试表征
图3 Au-bipy-Cu催化剂电催化CO2还原性能
Bipyridine-assisted assembly of Au nanoparticles on Cu nanowires to enhance electrochemical reduction of CO2
(Angewandte Chemie International Edition,2019,DOI: 10.1002/anie.201905318)
原文链接
http://dx.doi.org/10.1002/ange.201905318
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