陸俊/姚瑩AM:碳基上原子分散的錳用于水相和非質(zhì)子CO2的電化學(xué)還原 2023年10月12日 上午12:19 ? 頭條, 百家, 頂刊 ? 閱讀 37 二氧化碳(CO2)的利用和轉(zhuǎn)化對(duì)于緩解大氣中不斷上升的CO2濃度具有重要意義?;诖?,浙江大學(xué)陸俊教授,北京理工大學(xué)姚瑩副研究員(共同通訊作者)等人報(bào)道了一種用于在水相和非質(zhì)子電解液中電化學(xué)還原CO2的單原子催化劑。原子分散的Mn-N4位點(diǎn)嵌入碗狀介孔碳顆粒中,環(huán)氧基團(tuán)在第二配位球(CS)內(nèi)官能化。理論計(jì)算表明,Mn-N4位點(diǎn)附近的環(huán)氧基團(tuán)可以調(diào)節(jié)催化劑的電子結(jié)構(gòu),降低CO2電催化還原為CO的反應(yīng)能壘。 作者通過(guò)DFT計(jì)算了Mn-N-C催化劑的局部結(jié)構(gòu)與其催化活性之間的關(guān)系。在第二個(gè)CS中,用不同數(shù)目的環(huán)氧基團(tuán)構(gòu)成了四種類(lèi)型的Mn-N4構(gòu)型,即:Mn-N4、Mn-N4 (1O)、Mn-N4 (2O)和Mn-N4 (3O)。 本文計(jì)算了這些結(jié)構(gòu)上CO2電化學(xué)還原為CO的吉布斯自由能變化,原始Mn-N4位點(diǎn)上CO*的強(qiáng)吸附導(dǎo)致CO解吸的高能壘(1.05 eV),表明CO發(fā)生中毒并進(jìn)一步還原。隨著環(huán)氧基團(tuán)的引入,Mn-N4 (1O)、Mn-N4 (2O)和Mn-N4 (3O)位點(diǎn)COOH*和CO*的吸附強(qiáng)度減弱。其中Mn-N4 (2O)位點(diǎn)的能壘(0.30 eV)最低,更有利于CO2的還原。 還計(jì)算了四種構(gòu)型上的氫吸附自由能變化(?GH*),以研究HER的催化活性。環(huán)氧基團(tuán)修飾的Mn-N4位點(diǎn)的?GH*值大于原始Mn-N4位點(diǎn),表明設(shè)計(jì)的催化劑對(duì)HER的活性受到抑制。這些結(jié)果表明,可以在第二個(gè)CS中用環(huán)氧基團(tuán)修飾Mn-N4位點(diǎn),從而提高CO2RR的催化活性和選擇性。 Atomically Dispersed Manganese on Carbon Substrate for Aqueous and Aprotic CO2 Electrochemical Reduction. Adv. Mater., 2023, DOI: 10.1002/adma.202210658. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202210658. 原創(chuàng)文章,作者:Gloria,如若轉(zhuǎn)載,請(qǐng)注明來(lái)源華算科技,注明出處:http://www.xiubac.cn/index.php/2023/10/12/4a57e75ad7/ 催化 贊 (0) 0 生成海報(bào) 相關(guān)推薦 16歲讀博士神童張炘煬現(xiàn)狀:卡里就剩幾千,曾勸父母盡快在京買(mǎi)房 2023年11月30日 廈大JACS:PtPbBi/PtBi核/殼納米板通過(guò)完全脫氫途徑實(shí)現(xiàn)甲酸直接氧化催化 2023年10月4日 國(guó)家級(jí)高層次人才!武理工木士春又發(fā)表Angew.! 2024年5月24日 浙大/西安工大/復(fù)旦EES:臨界電流密度超過(guò)20 mA/cm2 的10 V級(jí)寬溫固態(tài)電解質(zhì) 2023年9月18日 黃延強(qiáng)/劉彬/李雋,最新Nature Energy! 2023年11月7日 西交/南航AEM:非晶態(tài)CoBOx/NiSe異質(zhì)結(jié)高效且pH穩(wěn)定水電解 2023年10月11日