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:2
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
松林发布了新的文献求助10
刚刚
杨双希发布了新的文献求助10
刚刚
2秒前
酷波er应助干雅柏采纳,获得10
2秒前
松林发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
松林发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
Akim应助半晴采纳,获得10
3秒前
4秒前
fmr完成签到,获得积分20
4秒前
ZHL完成签到,获得积分10
4秒前
李爱国应助iitj采纳,获得10
4秒前
小王发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
慕予发布了新的文献求助10
5秒前
FashionBoy应助DANNI采纳,获得10
5秒前
Ngau完成签到,获得积分10
5秒前
李健应助陈doctor采纳,获得10
5秒前
嘉心糖应助Artin采纳,获得30
5秒前
6秒前
天天开心完成签到,获得积分10
8秒前
MonMon发布了新的文献求助10
8秒前
疑夕完成签到,获得积分10
8秒前
所所应助天成采纳,获得10
9秒前
XMHO发布了新的文献求助10
9秒前
mingming发布了新的文献求助10
10秒前
干雅柏完成签到,获得积分10
10秒前
12秒前
Yakamoz发布了新的文献求助10
13秒前
干雅柏发布了新的文献求助10
13秒前
15秒前
15秒前
16秒前
17秒前
iitj发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
淡定自中发布了新的文献求助10
22秒前
25秒前
云7发布了新的文献求助10
26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
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
全相对论原子结构与含时波包动力学的理论研究--清华大学 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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6439655
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8253514
关于积分的说明 17567087
捐赠科研通 5497706
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2899320
邀请新用户注册赠送积分活动 1876140
关于科研通互助平台的介绍 1716642