Steering CO2 Electroreduction Selectivity U-Turn to Ethylene by Cu–Si Bonded Interface

化学 催化作用 电化学 选择性 密度泛函理论 乙烯 物理化学 化学工程 无机化学 电极 计算化学 有机化学 工程类
作者
Wan-Feng Xiong,Duan‐Hui Si,Hong-Fang Li,Xianmeng Song,Tao Wang,Yuan‐Biao Huang,Tian‐Fu Liu,Teng Zhang,Rong Cao
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
被引量:5
标识
DOI:10.1021/jacs.3c08867
摘要

Copper (Cu), with the advantage of producing a deep reduction product, is a unique catalyst for the electrochemical reduction of CO2 (CO2RR). Designing a Cu-based catalyst to trigger CO2RR to a multicarbon product and understanding the accurate structure–activity relationship for elucidating reaction mechanisms still remain a challenge. Herein, we demonstrate a rational design of a core–shell structured silica-copper catalyst (p-Cu@m-SiO2) through Cu–Si direct bonding for efficient and selective CO2RR. The Cu–Si interface fulfills the inversion in CO2RR product selectivity. The product ratio of C2H4/CH4 changes from 0.6 to 14.4 after silica modification, and the current density reaches a high of up to 450 mA cm–2. The kinetic isotopic effect, in situ attenuated total reflection Fourier-transform infrared spectra, and density functional theory were applied to elucidate the reaction mechanism. The SiO2 shell stabilizes the *H intermediate by forming Si–O–H and inhibits the hydrogen evolution reaction effectively. Moreover, the direct-bonded Cu–Si interface makes bare Cu sites with larger charge density. Such bare Cu sites and Si–O–H sites stabilized the *CHO and activated the *CO, promoting the coupling of *CHO and *CO intermediates to form C2H4. This work provides a promising strategy for designing Cu-based catalysts with high C2H4 catalytic activity.
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
1秒前
CipherSage应助科研小菜鸡采纳,获得10
1秒前
1秒前
3秒前
6秒前
大模型应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
传奇3应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
华仔应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
天天快乐应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
wanci应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
6秒前
8秒前
肖旻发布了新的文献求助10
8秒前
文艺金针菇完成签到 ,获得积分10
8秒前
9秒前
9秒前
斯文败类应助easy采纳,获得10
10秒前
皮芽子啊发布了新的文献求助10
11秒前
心灵美的宛丝完成签到,获得积分20
11秒前
lightsyang完成签到,获得积分10
11秒前
pyf不懂科研完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
14秒前
耍酷的白山完成签到,获得积分10
15秒前
lightsyang发布了新的文献求助10
15秒前
cuteee发布了新的文献求助10
16秒前
Singularity应助淡竹结香采纳,获得10
18秒前
18秒前
18秒前
18秒前
19秒前
王爱芳完成签到 ,获得积分10
20秒前
muse999发布了新的文献求助10
21秒前
LIUC完成签到 ,获得积分10
22秒前
xin666发布了新的文献求助10
22秒前
CharlotteBlue应助JTHe采纳,获得50
22秒前
23秒前
bububu完成签到,获得积分10
23秒前
hyz发布了新的文献求助10
25秒前
26秒前
高分求助中
Manual of Clinical Microbiology, 4 Volume Set (ASM Books) 13th Edition 1000
Sport in der Antike 800
De arte gymnastica. The art of gymnastics 600
Berns Ziesemer - Maos deutscher Topagent: Wie China die Bundesrepublik eroberte 500
Stephen R. Mackinnon - Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary (2023) 500
Sport in der Antike Hardcover – March 1, 2015 500
Boris Pesce - Gli impiegati della Fiat dal 1955 al 1999 un percorso nella memoria 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2423071
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2111934
关于积分的说明 5347540
捐赠科研通 1839409
什么是DOI,文献DOI怎么找? 915665
版权声明 561239
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 489747