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研究概述

探索合適的銅（Cu）-基電催化劑載體材料有助于電催化一氧化碳還原反應(yīng)（CORR）以穩(wěn)定生產(chǎn)多碳化合物。

然而，金屬載體的適應(yīng)性不足和電導(dǎo)率低會(huì)影響C-C耦合能力和能量效率。

基于此，2024年10月22日，武漢大學(xué)定明月教授/徐俊宸在國(guó)際期刊Angewandte Chemie International Edition發(fā)表題為《Establishing Non-stoichiometric Ti₄O₇ Assisted Asymmetrical C-C Coupling for Highly Energy-Efficient Electroreduction of Carbon Monoxide》的研究論文。

在這里，研究人員將非化學(xué)計(jì)量比的Ti₄O₇結(jié)合到Cu電催化劑（Cu-Ti₄O₇）中，作為一種高導(dǎo)電性和穩(wěn)定性的載體，用于CO的高能效電化學(xué)轉(zhuǎn)化。

研究表明，Ti₄O₇中有序晶格缺陷產(chǎn)生的豐富氧空位有助于水的解離和CO吸附，加速氫化成*COH。

Cu-Ti₄O₇金屬載體界面的高度適應(yīng)性，使得Cu上的*CO和Ti₄O₇上的*COH之間能夠直接進(jìn)行不對(duì)稱的C-C耦合，顯著降低了生成C₂₊產(chǎn)物的反應(yīng)能壘。

此外，Ti₄O₇優(yōu)異的導(dǎo)電性有利于通過穩(wěn)定的Cu/Ti₄O₇界面進(jìn)行反應(yīng)電荷轉(zhuǎn)移，從而最大限度地減少能量損失。

因此，優(yōu)化的20Cu-Ti₄O₇催化劑對(duì)多碳產(chǎn)物的選擇性為96.4%，能量效率為45.1%，以及432.6 mA cm^-2的局部電流密度。

該研究強(qiáng)調(diào)了Cu和載體材料之間的新型C-C耦合策略，推動(dòng)了用于高效CO電還原的Cu負(fù)載催化劑的開發(fā)。

圖文解讀

圖1：非化學(xué)計(jì)量比的Ti₄O₇負(fù)載Cu催化劑的合成與表征

圖2：20Cu-Ti₄O₇、20Cu-TiO₂和純Cu的電催化CORR性能

圖3：理論計(jì)算

文獻(xiàn)信息

Establishing Non-stoichiometric Ti₄O₇ Assisted Asymmetrical C-C Coupling for Highly Energy-Efficient Electroreduction of Carbon Monoxide,?Angewandte Chemie International Edition,?2024.?

原創(chuàng)文章，作者：zhan1，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/2024/10/26/54be361a0e/

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