InterfacialWater Structure Governs CO2 Electroreduction Selectivityon Copper via Surface Ligand Functionalization

选择性 质子化 化学 电化学 光化学 表面改性 配体(生物化学) 动力学 电子转移 乙烯 循环伏安法 无机化学 红外光谱学 吸收光谱法 化学工程 氧化还原 表面工程 吸收(声学) 质子耦合电子转移 光谱学
作者
Suhwan Yoo,Sang Heon Han,Yun Jeong Hwang
出处
期刊:Nano Letters [American Chemical Society]
标识
DOI:10.1021/acs.nanolett.6c02432
摘要

Controlling product selectivity in Cu-catalyzed electrochemical CO2 reduction remains challenging, as competing proton-coupled electron transfer pathways are governed by the balance between *CO coupling and protonation kinetics. Here, we demonstrate that this balance is precisely tuned by engineering interfacial water through surface ligand functionalization, without altering the Cu active site's electronic properties. Alkanethiols with distinct terminal groups (-CH3, -COOH, -OH) were anchored on Cu (Cu-UDT, Cu-MUA, Cu-MUO), imparting varying surface hydrophobicity. In situ attenuated total reflectance surface-enhanced infrared absorption spectroscopy (ATR-SEIRAS) reveals that Cu-MUA enforces a strongly hydrogen-bonded water network, whereas Cu-MUO promotes a predominantly free water environment, with minor perturbation of *CO in both cases. Time-resolved SEIRAS demonstrates that the divergent water structures dictate *CO decay kinetics in which Cu-MUA facilitates rapid *CO consumption via C-C coupling, yielding high ethylene selectivity, while Cu-MUO enables preferential *CO protonation to *CHO through enhanced proton supply, steering selectivity toward methane.
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
刚刚
无情剑愁完成签到 ,获得积分10
刚刚
1秒前
无事东风完成签到,获得积分10
1秒前
我没有会员完成签到,获得积分10
1秒前
xingzi123发布了新的文献求助10
1秒前
Qi完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
3秒前
3秒前
上官若男应助lovo采纳,获得10
4秒前
ttm完成签到,获得积分10
4秒前
Nole应助wwwww采纳,获得10
5秒前
ju发布了新的文献求助10
6秒前
团子呀发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
悠哉soaring发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
爱听歌电灯胆完成签到 ,获得积分10
8秒前
Jasper应助yjk采纳,获得10
8秒前
苗小鱼发布了新的文献求助10
9秒前
豆子发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
11秒前
11秒前
11秒前
彭于晏应助犹豫的雅山采纳,获得10
11秒前
猴猴猴完成签到,获得积分10
11秒前
小二郎应助sunwen采纳,获得80
12秒前
14秒前
15秒前
16秒前
俊秀的迎夏完成签到,获得积分10
17秒前
狂野如冬发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
你我山巅自相逢完成签到 ,获得积分10
18秒前
Xingchen发布了新的文献求助10
19秒前
Lucas应助张Z采纳,获得10
19秒前
19秒前
20秒前
高分求助中
Markov Chain Monte Carlo 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
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 1500
Advanced Weaponeering Fourth Edition, Volume 2 1000
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
Curating Socialism: A Handbook of International Art Exhibitions 1947-1989 550
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 7510808
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9099245
关于积分的说明 19420693
捐赠科研通 7117709
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3252897
关于科研通互助平台的介绍 2421753
邀请新用户注册赠送积分活动 2239272