Cu2+基材料是電催化二氧化碳還原(CO2RR)中生產高附加值化學品的一類很有前途的催化劑,但在反應過程中經常發生不可避免且不可控的復合過程,導致催化劑失活或形成新的活性位點,這給其構效關係的探索帶來了極大的挑戰。 基於此,中國科學院化學研究所韓步興院士、華東師範大學吳海紅教授報道了一種構建Cu2+和3,4-乙烯二氧噻吩(EDOT)配位以穩定Cu2+離子並製備新型層狀配位聚合物(Cupedot)的簡單策略。 cupedot 可用於電流密度為 354 mA cm2 的流通池,在 627% 的法拉第效率 (Fe) 選擇性地將 CO2 還原為 CH4,催化劑穩定性至少為 15 小時。
VASP解讀
密度泛函理論(DFT)計算表明,CH4產物活性在Cupedot電催化劑上的增強可能歸因於*CO2對*COoh(-1.)。04 EV) 和 *co 到 *cho (-0..)51 EV)。*co 產生 co(g) 的自由能的計算值為 077 EV,表明CO解吸存在熱力學困難,抑制CO形成。 同時,*cho的δG值比*co-cho的δG值更負,表明*CO在cupedot上的質子化在能量上更有利,從而促進了CH4的生成。
此外,作者計算出Cupedot的ED能級為-249 EV,高於Cu、Cuo和CuS,表明Cu2+的Ed能級在與EDOT配位後更接近費公尺能級。 結果表明,CupEDOT與CO2之間的電子相互作用更強,更容易形成深還原產物(CH4)。 在流通池中的Cupedot、Cuo、Cus和Cu電極上獲得了FTACV的四次諧波分量,CUPEDOT在校正電位處顯示出更窄、更強的峰,表明質子化過程的動力學增強。
highly stable layered coordination polymer electrocatalyst towards efficient co2-to-ch4 conversion. adv. mater.,, doi: ht-tps: