Unlocking n ‐Propanol Electrosynthesis From CO 2 via Constructing *CO─H 2 O Reaction Microregion

催化作用 化学 电化学 反应中间体 反应机理 法拉第效率 选择性 多相催化 质子化 吸附 电解质 氧化还原 电催化剂 电合成 化学动力学 无机化学 动力学 化学工程 反应中间体
作者
Shanshan Wu,Zhuang Zhang,Zhuoyue Hou,Huizhi Li,Yang Hu,Nan Zhang,Wei Shen,Yue Zhai,Yuan Chen,An Li,Pinxian Xi,Chun‐Hua Yan
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:: e4139411-e4139411
标识
DOI:10.1002/anie.4139411
摘要

ABSTRACT Selective electroreduction of CO 2 (CO 2 RR) to n ‐propanol represents a promising route for low‐carbon chemical synthesis. However, achieving high selectivity at industrially relevant current densities remains challenging due to inefficient *CO utilization and strong competition from C 2 products. Herein, we demonstrate that a Cu 2 O/CeO 2 interfacial catalyst overcomes these limitations by constructing a *CO─H 2 O reaction microregion that facilitates selective C 1 ─C 2 coupling. Isotope‐competitive in situ differential electrochemical mass spectrometry (DEMS) reveals that the CeO 2 ‐induced interfacial structure shifts protonation pathway of activated CO 2 from adsorbed hydrogen to solvent hydrogen, thereby generating high local *CO flux. Under CO 2 RR conditions, the *CO─H 2 O reaction microregion arises from non−covalent interaction between high‐density *CO and loosely H‐bonded water molecules. Time‐resolved pulsed spectroscopy and theoretical calculations confirmed that this microregion dynamically confines *CO and reduces their molecular orbital degeneracy, enhancing *CO availability for C─C coupling reaction. Site‐specific kinetics isotope effect experiments further indicate the reaction microenvironment promotes *CO attack on the α carbon of *C 2 intermediates, effectively steering reaction pathway toward n ‐propanol. As a result, the catalyst achieves n ‐propanol Faradaic efficiency (FE) of 26.1%. These findings underscore the significance of non‐covalent interactions between intermediates and electrolyte in controlling proton‐related surface reaction, offering opportunities for steering electrocatalytic pathways toward valuable products.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
孙温柔完成签到,获得积分10
2秒前
文献求助完成签到,获得积分10
2秒前
ariki完成签到 ,获得积分10
2秒前
Stella发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
3秒前
Solitude发布了新的文献求助10
4秒前
学术扛把子完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
蓝七发布了新的文献求助20
6秒前
Akim应助kkkkkkkk采纳,获得10
8秒前
BEMJ发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
尹小才发布了新的文献求助10
8秒前
隐形友蕊完成签到,获得积分10
9秒前
梁白开完成签到,获得积分10
9秒前
聪慧的小馒头完成签到,获得积分10
10秒前
Untitled应助开心灰狼采纳,获得20
10秒前
10秒前
可爱的函函应助mhb115采纳,获得10
12秒前
aajhajkahna应助奋斗的静竹采纳,获得10
14秒前
Akim应助尹小才采纳,获得10
14秒前
vanco发布了新的文献求助10
16秒前
杂草的生活完成签到,获得积分10
16秒前
雷电法王桃大师完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
20秒前
深情安青应助典雅雅容采纳,获得10
21秒前
22秒前
BEMJ完成签到,获得积分10
24秒前
DDL发布了新的文献求助10
27秒前
27秒前
思源应助derlun采纳,获得10
28秒前
Stella完成签到,获得积分10
28秒前
理想三寻完成签到,获得积分10
28秒前
Untitled完成签到,获得积分10
28秒前
Traveller发布了新的文献求助10
28秒前
Jasper应助可恶的鼠采纳,获得10
29秒前
29秒前
xc完成签到,获得积分10
30秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
An Introduction to Foreign Language Learning and Teaching 750
China Pluperfect I: Epistemology of Past and Outside in Chinese Art 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
What is the Future of Psychotherapy in Digital Age? Technology, AI Bots, and Psychotherapy after Covid 444
Synthesis of P-Chiral Phosphine Ligands and Their Applications in Asymmetric Catalysis 400
Management and the Arts 310
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7629518
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9203974
关于积分的说明 19736300
捐赠科研通 7199027
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3274277
关于科研通互助平台的介绍 2436423
邀请新用户注册赠送积分活动 2270424