Alkynyl-protected Cu 67 nanocluster superatom: Structure anatomy and electrochemical CO 2 reduction study

电化学 催化作用 纳米团簇 纳米技术 密度泛函理论 材料科学 选择性 苯乙炔 吸收(声学) 化学 光化学 法拉第效率 电催化剂 Atom(片上系统) 吸收光谱法 金属 反应机理 光谱学 乙烯 氧化还原 还原(数学) 红外光谱学 化学工程 选择性还原 反应中间体 无机化学 纳米结构 X射线吸收光谱法 碳氢化合物 X射线光电子能谱
作者
Ziyi Liu,Siqi Li,Lei Zhao,Lubing Qin,Jingwen Yang,Tao Wu,Likai Wang,Qing Tang,Zhenghua Tang
出处
期刊:Nano Research [Springer Science+Business Media]
卷期号:19 (2): 94908145-94908145 被引量:1
标识
DOI:10.26599/nr.2025.94908145
摘要

Atomically precise high-nuclearity Cu nanoclusters (Cu atom number > 50) with both Cu(I) and Cu(0) species have been rarely reported due to the inherent instability of Cu(0) species. Herein, we report a C3 symmetric alkynyl-protected [Cu67(C≡CPh)24(OAc)18]- (Cu67) superatomic nanocluster, which possesses a hierarchical metal core structure of Cu5@Cu26@Cu36. Cu67 is synthesized by a one-pot reduction strategy in which phenylacetylene drive the assembly of a nested architecture stabilized by synergistic μ-coordinated alkynyl ligands (μ45 modes) and κ2-bridged acetates. Remarkably, when Cu67 is used for electrochemical CO2 reduction reaction (eCO2RR), deep reduced hydrocarbon chemicals especially the C2+ products with high selectivity are acquired. Specifically, Cu67 achieves a Faradaic efficiency (FE) of 56.32% for the total C2+ products at -0.9 V vs. RHE, among which the FE of ethylene (FEC2H4) is 39.01%. The excellent catalytic performance from Cu67 is superior than most of the recently reported Cu-nanocluster-based catalysts. In-situ attenuated total reflection surface-enhanced infrared absorption spectroscopy (ATR-SEIRAS) study reveals the reaction pathway and identifies the key intermediate *COCHO for yielding C2+ products. Density functional theory (DFT) calculations systematically elucidate the reaction mechanism of eCO2RR on Cu67 to generate CO and C2H4, where the transformation from *CO to *CHO is the rate-determining step for generating the C2+ products. This work not only enriches the family member of alkynyl-protected high-nuclearity superatomic Cu nanoclusters, but also provides atomical-level mechanistic insights on employing Cu nanoclusters for eCO2RR to produce highly 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
刚刚
陶醉鸽子完成签到,获得积分10
刚刚
111完成签到,获得积分10
1秒前
小懒猪完成签到,获得积分10
1秒前
伶俐的铁身完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
时间9发布了新的文献求助10
2秒前
Kao应助刘鑫慧采纳,获得10
3秒前
Copyright应助清新的纹采纳,获得10
5秒前
还没想好完成签到,获得积分10
5秒前
离别发布了新的文献求助10
5秒前
韩笑应助发发发采纳,获得10
7秒前
田様应助111采纳,获得10
8秒前
8秒前
PEI1025完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
Jiaqi0315完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
一叶知秋完成签到 ,获得积分10
13秒前
123关注了科研通微信公众号
14秒前
稳重绿旋发布了新的文献求助10
15秒前
wslingling发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
不知完成签到 ,获得积分10
16秒前
16秒前
16秒前
和谐听安完成签到 ,获得积分10
16秒前
17秒前
读书看报吃饭睡觉完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
kevin231应助食虫蚁采纳,获得10
17秒前
17秒前
drtianyunhong完成签到,获得积分10
19秒前
毛毛余完成签到 ,获得积分10
19秒前
脑洞疼应助tt采纳,获得10
20秒前
大神装发布了新的文献求助10
20秒前
20秒前
时间9完成签到,获得积分10
21秒前
蝈蝈完成签到,获得积分10
21秒前
打打应助昔时旧日采纳,获得10
22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
Geist der Kunst und Kultur 1000
Resistance Spot Welding Dataset for Automobile Body-in-White Quality Analysis 748
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Child and Adolescent Psychology 600
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
丝光沸石活性位点定向调控及其二甲醚羰基化性能研究 500
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 7418510
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9022272
关于积分的说明 19218704
捐赠科研通 7048847
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3234625
关于科研通互助平台的介绍 2397593
邀请新用户注册赠送积分活动 2216724