吳宇恩/周煌JACS:Ni-Fe DASs助力電還原CO2制可調合成氣 2023年10月4日 上午12:32 ? 頭條, 百家, 頂刊 ? 閱讀 3 在原子尺度上以有序的方式排列原子,以構建穩(wěn)定的多原子結構還非常具有挑戰(zhàn)性?;诖?,中國科學技術大學吳宇恩教授和周煌博士等人報道了一種三維(3D)約束區(qū)域,由垂直堆疊的石墨烯層組成,其中Ni和Fe原子同心錨定,形成高收率的軸向雙原子位點(Ni-Fe DASs),可用于電還原CO2生產(chǎn)可調節(jié)合成氣。在-0.5 V下,Ni-Fe DASs(2: 2)的CO選擇性為75.3%,高于Ni DASs(53.0%)和Fe DASs(48.1%),同時H2輸出較低。 在-1.1 V時,通過調整Ni和Fe原子的負載量,可獲得所需的CO和H2的比值(3: 1時為0.97,2: 2時為0.51,1: 3時為0.32),其中Ni DASs和Fe DASs都不能滿足。 作者構建了一系列模型,以研究軸向雙原子位點。1L Fe和2L Fe-Fe分別代表單層FeN4位點和雙層FeN4位點,2L Fe-Ni (Fe)分別代表雙層FeN4和NiN4位點中的Fe。 隨著層的堆積,雙層結構的底層引起了明顯的電荷極化,導致上層的電子耗盡向z軸移動。當?shù)讓拥腇e原子被Ni原子取代時,除部分電子向底層積聚外,上層的電子構型幾乎保持不變。隨著層的堆積和中心金屬的取代,d帶中心與費米能級之間的能隙逐漸增大,表明對反應中間體的吸附較弱。 對于CO的生成,三種模型的速率決定步驟都是從*CO中間體到氣態(tài)CO的轉變,相應的能壘逐漸降低。此外,HER的能壘顯著增加,抑制了H2的生成。 總之,UL(CO2)-UL(H2)反映了CO的選擇性,其中2L Fe-Ni (Fe)值最?。?.90 eV),具有最高的CO選擇性。對于NiN4位點,層堆疊效應不會顯著改變其電子分布,但會產(chǎn)生更高的d帶中心。因此,層疊加效應有助于軸向DASs獲得可調的合成氣比值。 Axial Dual Atomic Sites Confined by Layer Stacking for Electroreduction of CO2 to Tunable Syngas. J. Am. Chem. Soc., 2023, DOI: 10.1021/jacs.3c04172. 原創(chuàng)文章,作者:Gloria,如若轉載,請注明來源華算科技,注明出處:http://www.xiubac.cn/index.php/2023/10/04/adf9870b04/ 催化 贊 (0) 0 生成海報 相關推薦 重大魏子棟/李莉ACS Catal.: 剖幽析微!揭示Ir-MoO2界面化學鍵促進氫氧化反應的調控機制 2023年10月17日 上海大學,2024年最新Nature! 2024年6月13日 膜電極CO2電解,最新Joule! 2024年3月30日 ?Nature子刊:GaN納米線上Pt納米團簇在太陽能輔助下實現(xiàn)海水析氫 2023年10月12日 杜菲/唐明學/陸子恒Nature子刊:電化學誘導硅酸釤鈉固體電解質中結晶-非晶化轉變實現(xiàn)長效鈉金屬電池 2023年10月24日 鋰電池,今日Science! 2024年5月25日