Size-Dependent Electrocatalytic Reduction of CO2 over Pd Nanoparticles

化学 催化作用 选择性 吸附 纳米颗粒 法拉第效率 密度泛函理论 吉布斯自由能 可逆氢电极 无机化学 化学工程 电化学 电极 纳米技术 物理化学 计算化学 热力学 有机化学 工程类 物理 材料科学 参比电极
作者
Dunfeng Gao,Hu Zhou,Jing Wang,Shu Miao,Fan Yang,Guoxiong Wang,Jianguo Wang,Xinhe Bao
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:137 (13): 4288-4291 被引量:1071
标识
DOI:10.1021/jacs.5b00046
摘要

Size effect has been regularly utilized to tune the catalytic activity and selectivity of metal nanoparticles (NPs). Yet, there is a lack of understanding of the size effect in the electrocatalytic reduction of CO2, an important reaction that couples with intermittent renewable energy storage and carbon cycle utilization. We report here a prominent size-dependent activity/selectivity in the electrocatalytic reduction of CO2 over differently sized Pd NPs, ranging from 2.4 to 10.3 nm. The Faradaic efficiency for CO production varies from 5.8% at -0.89 V (vs reversible hydrogen electrode) over 10.3 nm NPs to 91.2% over 3.7 nm NPs, along with an 18.4-fold increase in current density. Based on the Gibbs free energy diagrams from density functional theory calculations, the adsorption of CO2 and the formation of key reaction intermediate COOH* are much easier on edge and corner sites than on terrace sites of Pd NPs. In contrast, the formation of H* for competitive hydrogen evolution reaction is similar on all three sites. A volcano-like curve of the turnover frequency for CO production within the size range suggests that CO2 adsorption, COOH* formation, and CO* removal during CO2 reduction can be tuned by varying the size of Pd NPs due to the changing ratio of corner, edge, and terrace sites.
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
新木完成签到,获得积分10
刚刚
完美世界应助健壮尔丝采纳,获得10
1秒前
oasis完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
mhpvv发布了新的文献求助10
2秒前
认真尔蓝完成签到 ,获得积分10
2秒前
棒棒发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
靓丽不评完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
bkagyin应助结实的之玉采纳,获得10
3秒前
4秒前
4秒前
无极微光应助小芦铃采纳,获得20
4秒前
5秒前
5秒前
TaiZz发布了新的文献求助10
5秒前
多情一手发布了新的文献求助10
6秒前
Hello应助积极聋五采纳,获得10
7秒前
rue发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
cck1ckass发布了新的文献求助10
8秒前
如此完成签到,获得积分10
8秒前
Memory_H发布了新的文献求助10
8秒前
sherry完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
mimi完成签到 ,获得积分10
9秒前
jom发布了新的文献求助20
9秒前
专注白昼发布了新的文献求助10
9秒前
天际小山发布了新的文献求助10
10秒前
峰回路转完成签到,获得积分10
10秒前
ZSC完成签到,获得积分10
10秒前
绪绪发布了新的文献求助10
11秒前
luojingyuan399完成签到,获得积分10
12秒前
健壮尔丝完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
淡淡熠彤应助大海采纳,获得10
13秒前
Mm完成签到,获得积分10
13秒前
Faker发布了新的文献求助10
13秒前
13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
Introduction to Helicopter and Tiltrotor Flight Simulation, Second Edition 2500
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Malcolm Fraser : a biography 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Bounds for Statistical Estimation in Semiparametric Models 500
Forced degradation and stability indicating LC method for Letrozole: A stress testing guide 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 6502097
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8296804
关于积分的说明 17707392
捐赠科研通 5599737
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2918929
邀请新用户注册赠送积分活动 1896109
关于科研通互助平台的介绍 1757419