Ethylene Selectivity in CO Electroreduction when using Cu Oxides: An In Situ ATR‐SEIRAS Study

一氧化碳 乙烯 选择性 催化作用 无机化学 环氧乙烷 化学 氧化物 金属 衰减全反射 原位 红外光谱学 氧化铜 光化学 有机化学 聚合物 共聚物
作者
Seunghwa Lee,Jaeyoung Lee
出处
期刊:ChemElectroChem [Wiley]
卷期号:5 (3): 558-564 被引量:27
标识
DOI:10.1002/celc.201700892
摘要

Abstract Among all of the known catalysts for CO 2 electroreduction, copper oxide materials have the most extraordinary activity and selectivity to multi‐carbon compounds such as ethylene. However, the exact nature of the active surface is not fully understood and, thus, there have been different points of view on the origin of the remarkable catalytic properties. By using in situ attenuated total reflectance surface‐enhanced infrared absorption spectroscopy (ATR‐SEIRAS), we show that carbon monoxide (CO) binds more strongly on the surface of copper oxides than on pure metallic copper and, consequently, the prolonged population of CO, a key intermediate of CO 2 reduction, is observed. The high CO coverage could be a key factor that can explain the propensity of CO 2 and CO electroreduction to ethylene in general but there have been a number of controversial factors in the research field of CO 2 reduction. To the best of our knowledge, this is the first report that presents direct evidence for the hypothesis relating stronger CO binding and higher CO coverage to enhanced ethylene selectivity on the copper oxide catalyst relative to metallic copper based on in situ real‐time observations. This ATR‐SEIRAS application provides general phenomenological insights into the ethylene selectivity in CO electroreduction when using a copper‐based system.
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