Covalent Organic Framework Coupled with Atomically Precise Copper Nanoclusters for Efficient Tandem Electroreduction Reaction of CO2

纳米团簇 选择性 串联 电催化剂 共价键 催化作用 材料科学 共价有机骨架 纳米技术 组合化学 化学 电化学 电极 物理化学 有机化学 冶金 复合材料
作者
Song Zheng,Duan‐Hui Si,Hui Guo,Qiu‐Jin Wu,Hong-Jing Zhu,Yuan‐Biao Huang,Rong Cao
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:19 (26): 24130-24139 被引量:15
标识
DOI:10.1021/acsnano.5c07703
摘要

The electrocatalytic reduction of CO2 (CO2RR) presents a viable approach to reduce CO2 emissions and generate valuable chemicals. However, selectivity toward highly valuable C2+ products is still insufficient for practical applications. Herein, we propose an efficient tandem catalytic strategy to polish up the performance of C2+ products via adjacent distinct catalytic sites. The tandem electrocatalyst Cu/NiPc-COF is constructed by uniformly dispersing atomically precise copper nanoclusters [Cu32(PET)24H8Cl2](PPh4)2 (PET = 2-phenylethanethiolate), denoted as Cu32 NCs, on the two-dimensionally conductive Ni-phthalocyanine-based covalent organic framework (NiPc-COF). A high selectivity of 57.1% for C2+ products (C2H4, CH3COOH, and C2H5OH) and a total current density of 353.3 mA cm-2 is reached at -1.6 V in aqueous electrolyte, which surpasses the corresponding Cu32 NCs (FEC2+ = 24.4%, jtotal = 250.1 mA cm-2, -1.6 V) and some other electrocatalysts. Operando experiments and DFT calculations show that locally high *CO concentrations from NiPc-COF sites cause a massive *CO spillover to Cu32 NCs. This enriches *CO coverage, boosting the selectivity of C2+. The work provides an effective approach for designing tandem electrocatalysts that achieve high selectivity to C2+.
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
搞怪文轩完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
可乐完成签到,获得积分10
1秒前
cdercder应助张涵秋采纳,获得10
1秒前
xuejingling应助昕xin采纳,获得10
1秒前
2秒前
2秒前
yongp发布了新的文献求助10
2秒前
ajaja发布了新的文献求助10
5秒前
刘致远发布了新的文献求助10
6秒前
guanguan发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
完美世界应助苗条的静白采纳,获得10
11秒前
12秒前
li完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
13秒前
13秒前
14秒前
灵巧烤鸡完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
万能图书馆应助Ashore采纳,获得10
16秒前
麦当当发布了新的文献求助10
16秒前
冷傲飞鸟发布了新的文献求助10
17秒前
愉快画板发布了新的文献求助10
18秒前
yang发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
21秒前
21秒前
21秒前
LL完成签到,获得积分10
22秒前
早睡早起完成签到,获得积分10
22秒前
小小鱼完成签到,获得积分10
22秒前
kugaidatou发布了新的文献求助30
23秒前
23秒前
孙丫丫丫丫丫完成签到,获得积分10
23秒前
细心的思天完成签到 ,获得积分10
23秒前
所所应助小车采纳,获得10
23秒前
24秒前
24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
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
适配Micro-LED色转换的高兼容性量子点负性光刻胶制备与工艺研究 500
Direct and Iterative Linear System Solvers 500
Vander's Renal Physiology第10版 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 7309809
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8926802
关于积分的说明 18919889
捐赠科研通 6971967
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3213041
关于科研通互助平台的介绍 2381440
邀请新用户注册赠送积分活动 2191120