Surface Hydroxyl-Mediated Stabilization of Cu+ Species in Ga-Doped Cu2O Catalysts for Sustained CO2 Electroreduction to Ethylene

催化作用 材料科学 乙烯 兴奋剂 无机化学 核化学 有机化学 冶金 化学 光电子学
作者
Weikun Ren,Guixi Wang,Feike Zhang,Jun Wang,Kang Ji,Xiaojun Wang,Xiaoke Li,H. J. Yang,Ruilong Liu,Yingjie Ji,Shiyu Wang,Zhijie Chen,Bing‐Jie Ni,Jiangzhou Xie,Zhiyu Yang,Yi‐Ming Yan
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:17 (36): 50794-50804 被引量:1
标识
DOI:10.1021/acsami.5c12695
摘要

The presence of surface hydroxyl (*OH) species plays a critical role in modulating the selectivity and stability of Cu2O catalysts during CO2 electroreduction to ethylene and ethanol. However, the underlying mechanism by which *OH adsorption contributes to Cu2O stability remains poorly understood. In this study, we report the development of a Ga-doped Cu2O (Ga-Cu2O) catalyst, where Ga promotes the adsorption of *OH species on the catalyst surface. This enhanced *OH adsorption strengthens Cu-O interactions and improves the stability of Cu+ species. In situ Raman spectroscopy and theoretical calculations reveal that Ga incorporation facilitates *OH formation, which in turn increases orbital overlap between Cu 3d and O 2p orbitals. This interaction suppresses lattice oxygen leaching and contributes to the stabilization of Cu+. As a result, Ga-Cu2O exhibits a stable ethylene production rate sustained for over 50 h, achieving a Faradaic efficiency (FE) for C2H4 of 26.4%, which is 1.4 times higher than that of pure Cu2O. These findings offer mechanistic insights into the role of the catalyst microenvironment in Cu+ stabilization during CO2RR and provide valuable guidance for the rational design of more efficient and durable CO2 reduction catalysts.
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
Hello应助奔跑的小鹰采纳,获得10
3秒前
3秒前
天真醉波完成签到 ,获得积分10
4秒前
JamesPei应助淡淡依霜采纳,获得10
4秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
5秒前
小马甲应助satchzhao采纳,获得10
6秒前
ABC的风格发布了新的文献求助20
6秒前
7秒前
故居完成签到,获得积分10
7秒前
小王完成签到 ,获得积分10
7秒前
zbd完成签到,获得积分20
8秒前
8秒前
9秒前
10秒前
远距离关注了科研通微信公众号
10秒前
JamesPei应助XMUh采纳,获得10
11秒前
基2发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
13秒前
14秒前
故居发布了新的文献求助10
14秒前
HUAhua花发布了新的文献求助10
15秒前
17秒前
道中道完成签到,获得积分10
18秒前
但小安完成签到,获得积分20
18秒前
pia叽完成签到 ,获得积分10
18秒前
18秒前
与闲完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
18秒前
波力海苔完成签到 ,获得积分10
18秒前
19秒前
swimming完成签到 ,获得积分10
20秒前
21秒前
璇子完成签到,获得积分20
22秒前
22秒前
satchzhao发布了新的文献求助10
24秒前
suiyue完成签到,获得积分10
24秒前
qqct完成签到,获得积分10
25秒前
25秒前
高分求助中
Theoretical Modelling of Unbonded Flexible Pipe Cross-Sections 10000
(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
《药学类医疗服务价格项目立项指南(征求意见稿)》 880
花の香りの秘密―遺伝子情報から機能性まで 800
3rd Edition Group Dynamics in Exercise and Sport Psychology New Perspectives Edited By Mark R. Beauchamp, Mark Eys Copyright 2025 600
1st Edition Sports Rehabilitation and Training Multidisciplinary Perspectives By Richard Moss, Adam Gledhill 600
Digital and Social Media Marketing 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5620753
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4705292
关于积分的说明 14931499
捐赠科研通 4762999
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2551173
邀请新用户注册赠送积分活动 1513770
关于科研通互助平台的介绍 1474661