亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Active Hydrogen Dynamic Balance Strategy Improves Electrocatalytic Acetylene Semi-hydrogenation over Cu Nanoparticles/N-MXene

乙炔 材料科学 法拉第效率 乙烯 催化作用 化学工程 氢 离解(化学) 电催化剂 电化学 无机化学 制氢 电极 选择性 钯 可逆氢电极 电解 电流密度 光化学
作者
Xiaomi Xie,Nan Li,Zifu Du,Mimi Zhang,Lei Lv,Jian‐Zhang Zhou,Deyin Wu,Feng Fu,Zhidan Wang,Xuan Jian
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:18 (37): 50871-50883
标识
DOI:10.1021/acsami.6c12429
摘要

Electrocatalytic acetylene semi-hydrogenation (EASH) is a green and sustainable route for converting acetylene to ethylene using water and renewable electricity under ambient conditions. In this work, Cu nanoparticles-anchored nitrogen-doped MXene catalyst (Cu NPs/N-MXene) was designed to construct electron-rich Cu active centers through interfacial electronic modulation of Cu sites by the two-dimensional conductive N-MXene framework. Benefiting from this electron-enriched Cu NPs/N-MXene interface, the catalyst effectively overcomes the conventional challenges of active hydrogen (*H) supply-demand imbalance and competitive HER during the EASH process at high current densities. In a gas-diffusion electrode flow cell, it maintains high activity in the range of 0.1-0.6 A cm-2, achieving a Faradaic efficiency for ethylene as high as 92.7% and an ethylene selectivity exceeding 98% at a high current density of 0.6 A cm-2. Additional DFT calculations reveal that the N-MXene-regulated interface lowers the barriers for water dissociation and the first acetylene hydrogenation step from 0.541 to 0.414 eV and from 0.51 to 0.16 eV, respectively, while increasing the barrier for ethylene over-hydrogenation from 0.34 to 0.52 eV. These concerted changes support more effective kinetic coupling between *H generation and its selective consumption through acetylene semi-hydrogenation. Consequently, a kinetic balance of rapid generation-efficient transfer-precise consumption of *H plays a critical role in enhancing EASH performance. This study provides an interfacial electronic structure regulation strategy for the electrocatalytic conversion of acetylene to ethylene at high current densities.

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
sanner发布了新的文献求助10
2秒前
鼠标发布了新的文献求助10
4秒前
8秒前
rowan完成签到,获得积分10
8秒前
mitolin发布了新的文献求助10
13秒前
霜序完成签到,获得积分10
23秒前
和谐如彤完成签到,获得积分10
24秒前
30秒前
打打的应助被赵丽采纳,获得10
34秒前
正直的晋鹏完成签到,获得积分10
36秒前
kaio_escolar的应助被科研通管家采纳,获得10
37秒前
赘婿的应助被科研通管家采纳,获得10
37秒前
鼠标完成签到,获得积分10
37秒前
39秒前
44秒前
科研通AI6.4的应助被lulala采纳,获得10
46秒前
领导范儿的应助被mitolin采纳,获得10
49秒前
追寻雪青完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
Kevin Li完成签到,获得积分10
1分钟前
赵丽发布了新的文献求助10
1分钟前
萧楠发布了新的文献求助10
1分钟前
哦豁拐咯完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
怕孤独的梦寒完成签到,获得积分10
1分钟前
神勇雪瑶完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
lulala发布了新的文献求助10
1分钟前
mitolin发布了新的文献求助10
1分钟前
2分钟前
deng发布了新的文献求助10
2分钟前
2分钟前
凶狠的草莓完成签到,获得积分10
2分钟前
赵丽完成签到,获得积分10
2分钟前
Vv发布了新的文献求助10
2分钟前
科目三的应助被科研通管家采纳,获得10
2分钟前
丘比特的应助被科研通管家采纳,获得10
2分钟前
CipherSage的应助被科研通管家采纳,获得20
2分钟前
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
Les Mantodea De Guyane 2000
Energie-Contracting 1500
Stochastic Models in Operations Research,Vol. 2 600
Organizational Behavior 510
Critical Bildung: Hegel and the Logic of Diremption 500
Stell & Maran's Head and Neck Surgery and Oncology 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 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8032786
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9470863
关于积分的说明 21246503
捐赠科研通 7602529
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3389117
关于科研通互助平台的介绍 2521327
邀请新用户注册赠送积分活动 2426280