根據相關研究結果表明,配位不飽和Cu能夠調節C1-C2中間體偶聯,因此實現二氧化碳電還原制備C3化合物。但是,由于缺乏不飽和配位Cu的合成方法,而且不飽和配位Cu在還原電位容易發生團聚,因此人們目前對于極低配位數目的銅位點對C3產物的直觀影響很少解釋明確。
有鑒于此,清華大學王定勝教授、香港中文大學(深圳)李懷光教授、吳佳賓助理教授等通過理論計算預測,發現配位不飽和程度更高的銅位點有利于C1和C2中間體的吸附。基于這些關系,在有序多孔載體內原位還原,合成相互分隔的CuO納米顆粒(CuO NPs),制備了配位數目極低的Cu催化劑,在電化學還原CO2制備正丙醇(n-PrOH)的反應中實現了優異的法拉第效率(FE)。
本文要點:
(1)
在H型電解池中,?0.8 VRHE制備正丙醇的法拉第效率高達27.4 %;在流動相電解池,電流密度為300 mA/cm2時制備正丙醇的法拉第效率達到11.8 %。
(2)
通過原位光譜表征證實,在電解過程中,極低配位的銅位點的存在和結構保持是優異性能的原因,極低配位數目的Cu對生成正丙醇的C1和C2中間體具有較強的吸附作用。
參考文獻
Qun Li, Jiabin Wu*, Caoyu Yang, Siyang Li, Chang Long, Zechao Zhuang, Qian Li, Zhiqing Guo, Xuewei Huang, Zhiyong Tang, Huaiguang Li*, Dingsheng Wang*, and Yadong Li, Ultralow Coordination Copper Sites Compartmentalized within Ordered Pores for Highly Efficient Electrosynthesis of n-Propanol from CO2, J. Am. Chem. Soc. 2025
DOI: 10.1021/jacs.4c16129
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c16129