协同效应的金属掺杂和受配体促进高㏒electivity二氧化碳转换成C2含在超㎜噢潜力( Synergistic Effect of Metal Doping and Tethered Ligand Promoted High㏒electivity Conversion of CO2 to C2 Oxygenates at Ultra㎜ow Potential )

Xiaowan Bai Li Shi Qiang Li Chongyi Ling Yixin Ouyang Shiyan Wang Jinlan Wang metal doping hydrogen-bonding ligand density functional theory electrochemical CO2 reduction C2 oxygenates selectivity

有效地控制C2含氧化合物的选择性是电催化CO2还原所需要的。铜催化剂被认为是最有潜力将CO2还原为C2的催化剂，但它仍然存在C2选择性低、过电位高和竞争性析氢反应(HER)等问题。在这里，我们提出了一种设计策略，引入一种弱结合H的第二金属和一种提供氢键和质子的功能配体，以实现C2含氧化合物的高选择性和Cu（100）表面HER的有效抑制。通过First,Rinciples计算筛选了7种金属和11种配体，结果表明Sn对HER的抑制最有效，半胱胺(CYS)配体对降低*CO加氢为*CHO的限制电位最有效。在后CC偶联步骤中，CYS配体中的H作为有效的质子供体转移到C2中间体上形成H键，从而进一步稳定OH基团，促进C2产物向含氧化合物的选择。因此，该非均相电催化剂可以有效地将CO2还原为乙醇和乙二醇，超低极限电位为0.43V。该研究为有效提高C2含氧化合物的选择性和抑制HER实现高级电催化CO2还原提供了一种新的策略。在第二金属原子(M=Zn、Cd、In、Pb、Sn、Ag和Au）掺杂的Cu(100)催化剂上，用功能化配体促进CO2还原为C2含氧化合物的设计策略示意图。第二金属原子和功能化的配体分别起到抑制HER和提供氢键和质子的作用，以提高C2含氧化合物的选择性。

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