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JACS:Raman光譜表征陽離子對電化學還原CO2的影響
納米技術 納米 2023-10-09

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在電催化還原CO2反應中,陽離子在催化劑表面附近微環境以及產物分布的調控過程起到關鍵作用,因此陽離子與中間體之間的相互作用受到人們廣泛關注。

有鑒于此,首爾大學Yun Jeong Hwang等報道在Cu(OH)2衍生催化劑電催化反應中通過原位表面曾增Raman光譜表征技術直接的觀測過電勢為1.0 VRHE時,陽離子對*CO中間體的影響。

主要內容

(1)

表征結果顯示頂部*CO吸附峰含有低頻率*CO結合和高頻率*CO結合結構。兩種CO分子的中間體吸附峰對陽離子誘導電場效應表現明顯區別,而且兩種*CO都能夠進行C-C偶聯。高頻率*CO和低頻率*CO分子之間的比例與堿離子有關,K+和Cs+離子導致高頻率*CO分子的比例增加,并且與產物選擇生成C2H4有關,這個現象說明高頻率的*CO吸附是主要的吸附物種。

(2)

當堿離子的水合離子半徑減少,低頻*CO吸附比高頻*CO吸附更容易發生紅移,并且促進C-C偶聯反應,抑制反應生成C1產物。通過時間分辨原位光譜表征技術,觀測兩種不同頻率*CO分子之間的動態變化,說明高頻*CO的快速吸附能力,以及高頻/低頻*CO的比例至今能夠快速形成動態平衡。

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參考文獻

Si Young Lee, Jimin Kim, Gwangsu Bak, Eunchong Lee, Dayeon Kim, Suhwan Yoo, Jiwon Kim, Hyewon Yun, and Yun Jeong Hwang*, Probing Cation Effects on *CO Intermediates from Electroreduction of CO2 through Operando Raman Spectroscopy, J. Am. Chem. Soc. 2023

DOI: 10.1021/jacs.3c05799

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c05799


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