近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員章福祥團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)合成了一種單原子鉍修飾銅合金催化劑，用于電催化二氧化碳還原。該催化劑展現(xiàn)出優(yōu)異的碳—碳鍵偶聯(lián)功能，顯著提高了多碳產(chǎn)物的法拉第效率。
太陽能光催化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)太陽能至化學(xué)能轉(zhuǎn)化的重要方式之一，而高效助催化劑的開發(fā)是實(shí)現(xiàn)高效光化學(xué)轉(zhuǎn)化的重要一環(huán)。近期，章福祥團(tuán)隊(duì)致力于通過電催化劑的優(yōu)化設(shè)計(jì)，開發(fā)高效光催化助催化劑，在電催化水氧化、電催化析氫和電催化氧還原等催化劑設(shè)計(jì)合成方面取得系列進(jìn)展。
電催化還原二氧化碳制備燃料或化學(xué)品，不但可實(shí)現(xiàn)二氧化碳的資源化利用，而且可用于綠色氫能的液態(tài)儲存，可為太陽能光催化制儲氫一體化技術(shù)奠定基礎(chǔ)。據(jù)了解，單原子合金作為一種具有特殊電子結(jié)構(gòu)的單原子催化劑，雖已被用于電催化還原二氧化碳制備C?產(chǎn)物，但尚未有實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明其可用于高效制備C?+產(chǎn)物。
該研究設(shè)計(jì)合成了一種單原子鉍修飾銅合金催化劑。研究發(fā)現(xiàn)，該催化劑具有顯著的碳—碳鍵耦合促進(jìn)作用。與純銅催化劑相比，該催化劑顯著提高了C?+產(chǎn)物選擇性。一系列表征和理論計(jì)算結(jié)果表明，單原子鉍修飾可有效調(diào)節(jié)銅的電子結(jié)構(gòu)，促進(jìn)二氧化碳活化和碳—碳鍵偶聯(lián)步驟，解釋了獲得較高C?+產(chǎn)物選擇性的原因。
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