索爾福德大學(xué)Rosa Arrigo、卡迪夫大學(xué)Alberto Roldan等報(bào)道，通過表面敏感的常壓XPS、近邊XAS精細(xì)吸收表征方法與電催化反應(yīng)活性，多尺度電子顯微鏡，理論建模等結(jié)合，對(duì)摻氮的碳催化劑上進(jìn)行CO2氣相選擇性還原生成異丙醇的反應(yīng)進(jìn)行研究。
本文要點(diǎn)
要點(diǎn)1. 在一定的電化學(xué)電勢(shì)，石墨電極在一定過電勢(shì)能夠溶解碳原子，與吸附在催化劑的類水合氧化鐵(ferrihydrite)表面的CO2生成CO。DFT計(jì)算結(jié)果顯示，水合氧化鐵結(jié)構(gòu)能夠?qū)⒒瘜W(xué)吸附CO分子以合適的有助于催化偶聯(lián)反應(yīng)的結(jié)構(gòu)吸附在催化劑上。
要點(diǎn)2. 基于相關(guān)研究結(jié)果，作者提出了C3產(chǎn)物的生成機(jī)理，包括原子碳物種中間體的生成、在氫離子存在條件時(shí)進(jìn)行電極極化作用實(shí)現(xiàn)氫化反應(yīng)。這種反應(yīng)機(jī)理只能夠在石墨基底電極的邊緣平面處結(jié)合的薄層水合氧化鐵納米結(jié)構(gòu)位點(diǎn)實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)，其中氮邊緣位點(diǎn)能夠穩(wěn)定這些物種，有效的降低反應(yīng)所需的過電勢(shì)。
Rosa Arrigo,* Raoul Blume, Verena Streibel, Chiara Genovese, Alberto Roldan,* Manfred E. Schuster, Claudio Ampelli, Siglinda Perathoner, Juan J. Velasco Vélez, Michael H?vecker, Axel Knop-Gericke, Robert Schl?gl, and Gabriele Centi, Dynamics at Polarized Carbon Dioxide-Iron Oxyhydroxide Interfaces Unveil the Origin of Multicarbon Product Formation, ACS Catal. 2022, 12, 411-430DOI: 10.1021/acscatal.1c04296https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.1c04296
