具有多种活性位点的异质结构氧化物作为一类高效的CO2电化学还原(CO2ER)催化剂,在工作条件下容易发生结构重构,从而给理解反应机理和合理设计催化剂带来了挑战。
在此,中科院大连化物所汪国雄研究员,青岛科技大学Luhua Jiang首次阐明了电化学势下CuO/SnO2的结构重构,并揭示了CO2ER产物选择性与原位演化异质结构之间的内在关系。
文章要点
1)在-0.85 VRHE 时,CuO/SnO2 演化为对 HCOOH 具有高选择性的 Cu2O/SnO2(法拉第效率为 54.81%)。最有趣的是,它在-1.05 VRHE 下被重构为 Cu/SnO2-x,乙醇的法拉第效率显着提高为 39.8%。
2)原位拉曼光谱和密度泛函理论(DFT)计算表明,*COOH和*CHOCO中间体在Cu/SnO2-x界面的协同吸收有利于*CO的形成,降低了C-C耦合的能垒,从而导致对乙醇的高选择性。
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Min Wang, et al, Tuning C1/C2 Selectivity of CO2 Electrochemical Reduction over in-Situ Evolved CuO/SnO2 Heterostructure, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202306456
DOI: 10.1002/anie.202306456
https://doi.org/10.1002/anie.202306456