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銅基（Cu基）電催化材料可以有效地對C₂₊產(chǎn)物進行電催化二氧化碳還原反應(yīng)（CO₂RR），但Cu氧化態(tài)的優(yōu)越性和穩(wěn)定性仍然值得研究。

在此，中國石油大學(xué)（北京）Zhenxing Li設(shè)計并制備了三種具有不同氧化態(tài)的銅基電催化劑來研究價態(tài)-活性關(guān)系。

文章要點

1）在這些銅基電催化劑中，厚度僅為0.9 nm的Cu₂O納米片表現(xiàn)出極高的C₂₊法拉第效率（FE C₂₊），約為81%，且FE C₂₊與傳統(tǒng)CuO_x相相比提高了37%。具有豐富氧空位的超薄二維（2D）納米片結(jié)構(gòu)可以穩(wěn)定Cu的氧化態(tài)，從而提高CO₂RR中C₂₊產(chǎn)物的選擇性。

2）原位拉曼光譜和密度泛函理論計算表明，超薄二維Cu₂O納米片中豐富的Cu+是最適合*CO吸附和覆蓋在催化劑表面的氧化態(tài)，從而促進CO₂RR中的CC偶聯(lián)反應(yīng)。

這項工作為CO₂RR向C₂₊產(chǎn)物提供了極好的催化劑。

參考文獻

Ping Wang, et al, Sub-1 nm Cu₂O Nanosheets for the Electrochemical CO₂ Reduction and Valence State?Activity Relationship, J. Am. Chem. Soc., 2023

DOI: 10.1021/jacs.3c08312

https://doi.org/10.1021/jacs.3c08312